ROS·RNS 조건 전환…면역항암제 병용 효과 확인
폐쇄형 미세유체 장치로 종양 억제 효과 검증
인하대학교는 플라즈마로 생성되는 반응성 물질을 조절해 암세포의 사멸 경로를 선택적으로 유도하는 폐쇄형 마이크로플라즈마 플랫폼을 개발했다.
인하대는 허윤석 생명공학과 교수, 차종호 의과대학 교수, 강성민 상명대 그린화학공학과 교수 공동연구팀이 미세유체 기반 장치 안에 플라즈마 반응 환경을 통합한 플랫폼을 구축했다고 13일 밝혔다.
플라즈마는 반응성 산소종(ROS)과 반응성 질소종(RNS)을 만들 수 있어 암 치료, 면역조절, 살균, 조직재생 등 바이오·의료 분야에서 연구돼 왔다.
그러나 기존 개방형 시스템은 외부 공기에 노출되고 반응성 활성종의 수명이 짧아 생성물의 조성·농도·생물학적 활성을 정밀하게 조절하기 어려웠다.
연구팀은 미세유체 장치 내부에 폐쇄형 반응 환경을 설계해 기체와 액체가 만나는 계면을 안정적으로 유지하도록 했다. 또 L-아르기닌의 유무를 조절해 ROS가 많은 조건과 RNS가 많은 조건을 선택적으로 만들 수 있도록 했다.
실험 결과, 연구팀은 ROS 또는 RNS가 풍부한 플라즈마 출력을 재현성 있게 생성했다. 생물학적 검증에서는 ROS가 많은 조건에서 예정된 세포사멸인 아포토시스(apoptosis)가, RNS가 많은 조건에서 면역 반응을 동반하는 네크롭토시스(necroptosis)가 각각 유도됐다.
네크롭토시스는 면역계가 암세포를 인식하고 공격하도록 하는 면역원성 세포 사멸(ICD) 특성을 보였다. 동물실험에서도 RNS 중심 환경은 종양 억제 효과와 장기적인 면역 효과를 나타냈으며, 면역항암제와 병용했을 때 치료 효과가 높아지는 결과가 나왔다.
연구팀은 이 기술이 향후 암 면역치료와 차세대 항암 치료 플랫폼으로 확장될 수 있을 것으로 보고 있다.
연구 결과는 융복합 분야 국제학술지 'Advanced Composites and Hybrid Materials'에 최근 게재됐다. 박범준 BK21 산학융합 인터랙티브 바이오공정 혁신 교육연구단 박사와 신지수 BK21 정밀의학 스마트공학 융합 교육연구단 박사가 공동 제1저자로 참여했으며, 허윤석·차종호·강성민 교수가 교신저자로 이름을 올렸다.
인천=김동성 기자 estar@etnews.com
