빛으로 하는 항암치료, 주사는 한 번만
빛으로 하는 항암치료, 주사는 한 번만
  • 함예솔
  • 승인 2020.12.17 08:00
  • 조회수 1573
  • 댓글 0
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국내 연구진이 항암치료의 고통을 덜면서 효율성을 획기적으로 높이고, 치료 후 부작용까지 최소화할 광(光)치료 기술을 개발했습니다. 한국과학기술연구원(KIST)은 테라그노시스연구센터(KU-KIST 융합대학원) 김세훈 센터장 연구팀이 서울대학교 이윤식 교수, 고려대학교 안동준 교수와의 공동 연구를 통해 단 한 번의 주사와 반복적인 광치료로 부작용 없이 암을 완전히 제거할 수 있는 암 표적성 광치료제를 개발했다고 밝혔습니다. 해당 연구는 'ACS Nano'에 게재됐습니다. 

 

빛으로 항암치료, 쉬워진다

 

빛을 이용한 암 치료 기술인 광치료 기술은 레이저에 반응해 암세포를 파괴하는  광민감제를 주사를 통해 주입해 암 조직에만 축적시킨 후 빛을 쏘아 선택적으로 암세포만 파괴할 수 있는 기술입니다. 암세포 주변 조직에 피해가 불가피한 방사선 치료나 일반 화학 요법보다 부작용이 훨씬 적어 반복 치료가 가능합니다.

머리에 빛만 비추면 칼슘 농도 조절? 출처: AdobeStock
광치료 부작용 개선되나.. 출처: AdobeStock

하지만 광민감제는 1회 사용만 가능해 반복 치료를 위해서는 시술할 때마다 광민감제를 투여해야 하고, 치료 후 남아있는 광민감제가 피부나 눈에 축적되어 빛에 의한 부작용을 일으키기 때문에 치료 후 환자에게 일정 기간 햇빛, 실내조명 등으로부터 격리를 권장하고 있습니다. 이로 인해 치료를 받는 환자는 매번 주삿바늘의 아픔과 격리 생활이라는 또 다른 불편함을 겪어야만 했습니다. 최근에는 암 조직 내에서만 광치료 효능이 활성화되는 광민감제가 개발되고 있으나 여전히 독성이 있고, 시술할 때마다 주사해야 하는 문제점은 남아있었습니다.

 

KIST 김세훈 박사팀은 광의학 치료기술의 문제점들을 해결하기 위해 암 조직만 선택적으로 표적하며 특정한 질서를 갖고 뭉쳐 스스로 조립되는  펩타이드를 활용했습니다. 연구팀은 암 조직을 선택적으로 투과 및 표적화할 수 있는 특성이 있는 고리형 펩타이드(iRGD, internalizing RGD peptide)를 골격으로 하고 광민감제와 빛에 대한 활성을 조절하는  소광제를 적절히 설계해 암 조직 내에서만 광치료 효능이 활성화되는 펩타이드 기반의 광민감제를 개발했습니다. 개발된 광민감제는 생체에 주사하면 체온에 의해 활성화되어 연구팀이 설계한  초분자 배열로 뭉쳐 암세포 주변에 저장된 후 암세포를 표적으로 장기간 천천히 방출되어 암세포 내에 자리 잡습니다. 이후 광치료를 시술하면 정상 세포는 파괴하지 않고 암세포만 파괴할 수 있게 됩니다.

  • 광민감제 

의학 치료에서 인체에 투여한 후 레이저 광선을 쏘면 체내 산소와 결합해 세포 파괴 물질을 만드는 물질입니다. 

  • 펩타이드 

체내에서 생성되는 아미노산 중합체로 단백질보다 작은 단위이며 아미노산의 서열에 따라서 여러 가지 물리적, 화학적 특성이 결정됩니다.

  •  소광제 

빛의 지속 시간을 짧게 하기 위하여 발광 물질에 첨가하는 성분입니다.

  • 초분자 

생체 고분자가 다른 특정 분자와 상호작용에 의해 형성하는 복합체입니다. 생체 내의 수용체, 효소, 수송체(모두 본체는 단백질) 등의 기능은 초분자의 생성을 통하여 나타납니다.

연구진이 개발한 광치료제를 종양이 이식된 생쥐 모델에 적용한 결과, 암 조직 주변에 단 한 번 주사로 종양 주변에 저장된 광민감제가 장기간(2~4주) 지속해서 방출되어 종양을 선택적으로 표적하는 결과를 보여줬습니다. 뿐만 아니라 반복적인 광 노출에도 암 주변 조직 및 주요 장기가 파괴되는 독성이 발견되지 않았으며 반복적인 시술을 통해 암 조직이 완벽히 제거됨을 확인했습니다. 

KIST 연구진이 개발한 암 표적성 초분자 펩타이드 광치료제를 동물실험에 적용한 상황을 그린 모식도. 단 한 번의 초분자 펩타이드 광치료제 주사와 반복적인 광치료를 통하여 암을 완벽치료했다. 출처: KIST
KIST 연구진이 개발한 암 표적성 초분자 펩타이드 광치료제를 동물실험에 적용한 상황을 그린 모식도. 단 한 번의 초분자 펩타이드 광치료제 주사와 반복적인 광치료를 통하여 암을 완벽치료했다. 출처: KIST
김세훈 센터장. 출처: KIST
김세훈 센터장. 출처: KIST

 

 

KIST 김세훈 센터장은 "생체 내에 주사하면 추가적인 보조제 없이도 초분자 자기조립을 통해 저장고를 형성하는 암 표적성 펩타이드 광치료제를 개발했다"라며 "개발된 광치료제는 암 주변에 단 한 번 주사하는 것만으로도 독성 없이 장기간 반복적인 광치료를 통해 암을 완벽하게 제거할 수 있으며 단일 성분으로 제형이 단순하여서 향후 광의학 치료에 유용하게 활용될 것으로 기대된다"라고 전했습니다.

 

 

 

 


##참고자료##

 

 


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