KAIST, 나노소포체로 종양 전역에 항암약물 전달기술 개발

[이데일리 이승현 기자] 수술이 어려운 암 환자에겐 항암약물을 투여한다. 그러나 혈류로 투여된 항암약물의 대부분은 혈관주위 종양세포들에만 전달될 뿐 중심부 종양세포에는 닿지 않아 병이 재발되는 문제가 발생해왔다.

국내 연구진이 종양조직의 모든 부위에 항암약물을 골고루 전달되게 해 치료효과를 현저히 높일 수 있는 기술을 개발했다.

박지호 한국과학기술원(KAIST) 바이오및뇌공학과 교수 연구팀은 인공나노소포체인 리포좀과 생체나노소포체인 엑소좀을 이용해 종양 내 모든 위치로 약물을 전달하는 데 성공했다고 6일 밝혔다.

종양 전역에 약물이 전달되게 해 항암효과를 높이는 새로운 종양투과 약물전달 나노기술. 왼쪽 그림은 세포막과 결합하는 리포좀에 의해 세포로 전달된 물질이 그 세포가 분비하는 엑소좀에 효율적으로 탑재돼 주변세포로 전달되는 과정을 보여주는 모식도이다. 오른쪽 그림은 이러한 엑소좀기반 세포간 약물전달이 실제로 종양 스페로이드 및 생체 내 종양모델에서 관찰된 결과이다. KAIST 제공

리포좀은 혈류를 통해 혈관 주위의 종양세포 부위까지 항암약물을 전달한다. 이 과정에서 리포좀은 종양세포에서 자연적으로 분비되는 엑소좀에 약물을 탑재시킨다.

엑소좀은 종양에서 세포 내부의 생물학적 물질들을 전달하는 역할을 하기 때문에 종양의 진행과 전이에 중요한 요소로 알려져 있다. 엑소좀은 탑재한 항암약물을 종양 내의 모든 위치로 전달시켜 질병을 치료하게 된다.

연구팀은 리포좀과 엑소좀을 이용한 이 기술을 이용, 빛에 반응해 항암효과를 내는 광과민제를 종양이 이식된 실험용 쥐에 주입했다. 그 결과 종양조직 전역에서 항암효과를 관찰할 수 있었다고 밝혔다.

연구팀은 이 기술을 제약회사에서 개발 중인 항암제에 적용해 약물전달이 어려운 악성종양을 대상으로 치료효과를 실험하고 있다고 전했다.

박지호 KAIST 바이오및뇌공학과 교수

박 교수는 “엑소좀이 세포에서 끊임없이 분비되는 특성과 주변세포로 생물학적 물질을 전달하는 특성을 응용해 종양 중심부까지 약물을 전달 가능하게 만든 최초의 연구이다”고 연구의의를 설명했다.

연구에는 박 교수의 지도 아래 이준성 박사와 김지영 석사가 주 저자로 참여했다. 한국연구재단의 지원을 받은 이번 연구성관는 나노분야 국제 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 3월 31일자 온라인 판에 게재됐다.