김세훈 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구센터 센터장 연구팀은 이윤식 서울대 교수, 안동준 고려대 교수와 공동으로 한 번 주사와 반복적 광치료로 부작용 없이 암을 제거하는 암 표적성 광치료제를 개발했다고 이달 10일 밝혔다.

빛을 이용해 암을 치료하는 광치료 기술은 레이저에 반응하면 체내 산소와 결합해 암세포를 파괴하는 광민감제를 이용한다. 광민감제를 주사로 주입해 암 조직에 축적하고 빛을 쏘면 암세포만 파괴할 수 있다. 암세포 주변 조직에 피해가 가는 다른 치료요법보다 부작용이 적어 여러 번 치료가 가능하다. 하지만 광민감제가 일회용이라 시술 때마다 전신 주사로 광민감제를 넣어야 해 환자들이 주삿바늘의 아픔을 겪어야 했다. 치료 후에 남은 광민감제가 빛에 부작용을 일으켜 환자가 일정 기간 햇빛이나 실내조명으로부터 격리되야 하는 문제도 있다.

연구팀은 암 조직만 목표삼아 스스로 뭉쳐 조립되는 펩타이드를 활용했다. 펩타이드는 단백질을 이루는 아미노산이 단백질보다 적게 중합한 물질이다. 연구팀은 투과성이 좋은 고리형 펩타이드를 골격으로 하고 광민감제와 빛 활성을 조절하는 소광제를 설계해 암 조직 내에서만 광치료 효능이 활성화되도록 했다. 김 센터장은 “암 조직에서 과발현되는 인테그린에 선택적으로 흡착을 해 암세포에 잘 달라붙는다”고 말했다.

개발된 광민감제는 주사하면 체온으로 활성화돼 뭉쳐 암세포 주변에 저장된다. 이후 장기간 천천히 방출돼 암세포 내 자리잡는다. 이후 광치료를 진행하면 암세포만 파괴할 수 있게 된다. 김 센터장은 “체온에 노출되면 분자가 자기조립을 시작해 체내에 저장고를 형성한다”며 “이 과정이 없으면 주사 후에 물질이 체외로 빠르게 빠져나가게 된다”고 설명했다.

연구팀은 개발한 광치료제를 종양을 이식한 생쥐에게 주입했다. 그 결과 암 조직에 한번의 주사로도 광민감제가 최대 4주까지 지속적으로 방출대 종양을 공격하는 것을 확인했다. 이틀에 한 번 광을 노출했을 때도 암 주변 조직과 다른 장기가 파괴되는 문제는 일어나지 않았다. 반복적으로 광치료를 시술하자 암 조직이 완벽히 제거되는 결과도 나왔다.

김 센터장은 “암 주변에 단 한 번 주사하는 것만으로도 독성 없이 장기간 반복적인 광치료를 통해 암을 완벽하게 제거할 수 있다”며 “단일 성분으로 제형이 단순해 임상 진행에도 유리한 만큼 향후 광의학 치료에 유용하게 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

과학기술정보통신부와 KIST 주요사업 지원으로 수행된 이번 연구는 지난달 11일 국제학술지 ‘미국화학회(ACS) 나노’에 실렸다.

[KIST 보도자료]