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포스텍, 광감각제와 면역증강제로 암 동시 치료하는 나노 복합체 개발

발행일2019.01.11 11:21
Photo Image<ⓒ게티이미지뱅크>

포스텍은 김원종 화학과 교수와 통합과정 임수석 씨가 광역학 효과로 1차 암을 공격하고 2차로 면역 증강제로 수지상 세포를 활성화하는 동시 치료용 나노 복합체를 개발했다고 11일 밝혔다.

이 기술이 발전하면 혈류를 통해 몸속으로 들어간 나노머신이 빛으로 한 번, 면역 세포 활성화로 또 한 번 암을 치료하도록 도와 항암 치료 효율이 높아질 것으로 기대된다.

항암 치료법은 크게 암세포 특성에 맞는 항암 약물 주입과 면역 세포의 활동을 향상해 암세포를 공격하게 하는 면역 증강 방법으로 나뉜다.

Photo Image<김원종 포스텍 화학과 교수(왼쪽)와 통합과정 임수석 씨.>

하지만 외부에서 주사되는 약물은 암세포의 종류가 너무 다양하고 환자 개개인의 상황이 모두 달라, 치료 효과가 개인마다 큰 차이를 보인다. 면역 증강제 역시 암세포로의 전달 효율이 낮아 원하는 만큼의 효과를 보이지 못하거나 부작용이 일어나는 사례가 있다.

성공적인 항암 면역 요법을 위해선 3가지가 필요했다. 첫째 개인마다 각 개체에 맞는 항원을 발생시키고 두 번째로 면역 세포를 암 조직으로 유인해야 하며, 세 번째는 암과 최일선에서 싸우는 T세포가 적재적소에서 잘 싸울 수 있도록 T세포의 능력을 활성화해야 한다.

연구팀은 암 조직 주변 저산소 환경에 반응해 두 개의 전달체로 변신하는 저산소 감응형 트랜스포머 나노 복합체를 개발했다. 나노 복합체 안쪽 다공성 실리카는 빛을 받아 활성 산소종을 발생시키는 광감각제를 담고, 바깥쪽 양이온성 고분자에는 수지상 세포의 활성화를 돕는 면역 증강제를 담아 두 개가 동시에 암을 공격하도록 만들었다. 수지상 세포는 T세포가 암과 잘 싸울 수 있도록 T세포를 자극하는 훈련관과 같은 개념이다.

Photo Image<ⓒ게티이미지뱅크>

나노 복합체는 혈류를 따라 몸속에서 돌아다니다가 산소가 적어지는 특징이 있는 암 조직에 축적된다. 이때 빛으로 암을 1차 공격하면, 광역학 효과에 의해 빛 공격을 받은 암세포는 활성 산소종이 발생해 암세포의 사멸을 유도한다. 환자 개개인에게 맞는 항원을 발생시키고 면역 세포 일종인 수지상 세포를 암 조직으로 유인한다.

이후 나노 복합체에서 2차로 면역 증강제가 뿜어져 나와 수지상 세포를 활성화시켜 암세포에서 분출되는 항원을 잡아먹게 하고 암 주변 림프절로 이동해 T세포를 활성화해 암세포로부터 몸을 지킬 수 있게 돕는 원리다.

김원종 교수는 “암세포의 저산소 환경에 감응해 광감각제와 면역 증강제를 전달할 수 있는 시스템을 개발했다”라면서 “현재 항암 치료법으로 사용되고 있는 광역학 치료와, 노벨상 수상 등으로 주목 받는 항암 면역 요법의 동시 치료를 통해 암 정복의 새로운 전략을 제시했다”고 말했다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com

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