'암 진단·치료·면역 반응 유도 동시 수행' 나노물질 개발

표준연구원, 다기능성 스마트 나노물질 개발

암세포 진단하고 치료 가능, 항암 부작용도 낮춰

[대전=뉴시스] 표준연구원이 개발한 다기능성 나노물질의 치료 플랫폼 모식도.(사진=표준연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 암세포의 상태를 진단해 치료하고 항암 부작용도 낮출 수 있는 다기능성 차세대 암치료 플랫폼을 개발했다.

한국표준과학연구원(KRISS)은 암 진단과 치료, 면역반응 유도를 동시에 수행하는 나노물질을 개발했다고 19일 밝혔다.

항암 치료에는 수술, 방사선 치료, 항암화학요법 방식이 주로 쓰이고 있은  이 치료법은 암 부위뿐만 아니라 정상 조직까지 손상을 가해 부작용이 크다는 한계가 있다.

반면 나노물질의 물리·화학적 특성을 이용하면 암세포와 병변 부위를 정밀히 표적해 약물 전달 및 제거할 수 있고 환자별 유전체를 고려한 맞춤형 치료도 가능해 부작용은 낮고 효과는 높다는 장점이 있다.

이번에 KRISS는 암 부위의 위치와 상태를 실시간으로 확인해 치료하고 면역 반응체계를 활성화하는 새로운 나노물질을 개발했다. 이 나노물질은 금(Au) 사이에 철(Fe)을 넣은 삼중 층 구조의 나노 디스크(AuFeAuNDs)다.
 
나노물질의 형태가 원판 가운데에 철을 끼운 형태로 설계돼 기존 구형물질보다 구조적 안정성이 뛰어나며 종양 부위에 자석을 대면 철의 자성으로 인해 나노물질을 쉽게 끌어당길 수 있어 치료 효율도 높일 수 있다

개발된 나노 디스크는 광음향 영상(PA) 기능을 탑재해 종양의 위치와 물질의 전달 과정을 실시간 관측할 수 있다. PA는 나노 디스크에 빛(레이저)을 쏜 후 열로 인해 발생하는 진동(초음파)을 영상화하는 기술로 이 기능을 이용하면 나노물질이 종양 부위에 도달하는 시점에 맞춰 치료를 수행해 효과를 극대화할 수 있다.

실제로 연구진은 쥐 실험에서 PA 기능으로 종양 부위에 나노입자가 축적되는 과정을 시간대별로 추적해 치료에 가장 효과적인 시점이 물질 투여 후 6시간이라는 사실을 확인했다.

특히 이번 나노 디스크는 서로 다른 기전의 3가지 치료방식을 유기적으로 수행할 수 있고 치료 후에는 면역반응 물질도 유도하며 암세포가 사멸할 때 경고신호(DAMPs)를 방출하게 만들어 우리 몸이 동일한 암세포를 기억하고 재발할 시 공격하도록 유도할 수 있다.

KRISS 나노바이오측정그룹 나희경 책임연구원은 "실제 쥐 실험에서 나노 디스크를 통해 경고 신호를 생성한 결과, 면역 세포의 수가 최대 3배가량 증가한 것을 확인했다"면서 "일반적인 나노물질이 단일 원소로 구성돼 한 가지의 기능을 수행하는 데 비해 이 물질은 금과 철의 물성을 복합적으로 이용, 다양한 기능을 수행하도록 제작한 것이 특징"이라고 말했다.


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