'암 표적 약물 전달체' 손쉽게 발굴한다
'암 표적 약물 전달체' 손쉽게 발굴한다
  • 함예솔
  • 승인 2019.01.16 07:15
  • 조회수 2206
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연구배경

  • 항암치료를 위해 암 세포에만 약물이 전달되는 표적 전달체용 나노입자 개발은 까다롭습니다. 나노입자가 몸 안에 주입되면 예측하기 힘든 다양한 생체 내 장애물로 인해 암 세포까지 도달하지 못해 기대만큼의 항암효과를 보지 못하기 때문입니다. 
  • 다양한 나노입자를 한번에 설계·제조해 나노 입자 라이브러리를 구축한 뒤, 모든 방해 요소를 극복하고 암 세포에만 주로 도달하는 최적의 나노 입자를 동물 모델 실험을 통해 선별해야 합니다. 
  • 기존 소재를 이용해 약물 전달체 나노 입자를 제조할 경우 모양을 정밀하게 제어하거나 다양한 화학 성분을 조합하는 것이 힘들었습니다.

 

나노 입자의 세계는 바이러스보다 작습니다. 출처: fotolia
나노 입자로 항암치료를? 출처: fotolia

뭘 발견했나

  • <Biomaterials>에 게재된 연구에 따르면, 암세포까지 안전하게, 높은 항암 효과 보이는 암 표적 약물 전달체를 손쉽게 발굴하는 기술이 나왔습니다.
  • 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 안대로 박사팀은 DNA서열과 DNA의 화학 성분을 다양하게 조합하는 연구를 수행해 16개 종류의 DNA 나노 입자로 구성되는 라이브러리를 구축했습니다.
  • 이러한 나노 입자 라이브러리 검색을 통해 간편한 고성능 암 표적 약물 전달체 발굴 방법을 개발했다고 합니다.

 

DNA 나노입자 라이브러리 검색을 통한 암조직 선택적 나노입자 약물전달체 개발 개략도. 출처: KIST
DNA 나노 입자 라이브러리 검색을 통한 암조직 선택적 나노입자 약물 전달체 개발 개략도. 출처: KIST

어떻게 조사했나

  • 연구진은 1nm(나노미터) 이하 수준으로 정밀하게 크기 및 모양 제어가 가능한 DNA 염기서열 기반 나노 구조체를 약물 전달체로 활용했습니다.
  • DNA는 생명분자로 잘 알려져 있지만 염기서열은 분자설계 코드로 활용하면 다른 소재로는 불가능한 다양한 형태와 크기의 나노 구조체를 매우 정밀히 조절해 만들 수 있습니다.
  • 연구팀은 다양한 DNA 종류와 서열 순서를 조합해 모양과 화학 성분이 다른 여러 개의 나노 입자로 구성된 라이브러리를 구축했습니다. 

 

(a) 각 나노입자 별 상대적인 암조직 선택성 간 조직 대비 암조직 도달 정도 (tumor-to-liver ratio, T/L) T/L이 높을수록 암조직 선택성이 높음. (b) 기존의 타 소재 기반 나노입자 대비 라이브러리 검색을 통해 발굴 된 고성능 암표적 DNA 나노입자(L-Py)의 암조직 선택성능의 우월성. 출처: KIST
(a) 각 나노입자 별 상대적인 암조직 선택성 간 조직 대비 암조직 도달 정도(tumor-to-liver ratio, T/L) T/L이 높을수록 암조직 선택성이 높음. (b) 기존의 타 소재 기반 나노입자 대비 라이브러리 검색을 통해 발굴된 고성능 암표적 DNA 나노입자(L-Py)의 암조직 선택 성능의 우월성. 출처: KIST

특이한 점

  • 연구진은 구축한 DNA 나노 입자 라이브러리를 동물 모델에서 검색해 기존에 보고된 다른 암표적성 나노입자보다 약 3배 이상의 전달률을 보이는 고성능 암 표적 전달체 3종을 발굴했습니다. 
  • 저분자 항암제와 단백질 항암 약물을 탑재해 암 질환 동물 모델에 주입했을 때 다른 장기에는 손상을 주지 않고 암조직에만 선택적으로 약물이 도달해 높은 항암 효능을 보였습니다. 


이 연구가 왜 중요하지?

 

안대로 교수님. 출처: KIST
안대로 교수. 출처: KIST

 

 

"이번 연구를 통해 개발한 DNA 나노 입자 라이브러리 기반 약물 전달체 검색 기술을 활용하면 암 조직에 선택적인 약물 전달체를 개발할 수 있다. 특히 뇌처럼 약물이 도달하기 힘든 조직을 포함해 다양한 표적 세포와 조직에 선택적이고 효율적으로 약물을 전달할 수 있는 전달체를 신속하고 간편하게 발굴할 수 있을 것으로 기대한다" 

-안대로 박사- 


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