이는 체내 세포에서 자연적으로 생산되는 나노입자인 엑소솜(세포외소낭)과 단백질 약물이 빛을 받으면 자석처럼 서로 결합하는 기술로 우수한 기능과 안전성이 확보됐다는 데 의미가 높다.

최근 바이오 신약의 중요성이 커지면서 바이오 신약의 대부분을 차지하는 단백질 의약을 신체 내 표적 세포에 효과적으로 전달할 수 있는 약물전달시스템 개발이 활발하게 진행되고 있다. 새로운 물리, 화학 및 광학적 특성을 갖는 나노소재의 입자를 이용해 단백질 등의 바이오 신약을 전달하려는 시도들이 늘고 있다. 나노입자는 특성 상 종양으로 더 많은 양이 침투할 수 있다는 장점이 있다.

하지만 현재 기술은 표적 세포에 이르기까지 생체 단백질 활성을 유지시키기 어렵고 면역 반응의 발생을 억제시켜야 하는 문제 등의 한계가 있다. 또 치료용 단백질은 크기가 매우 커 기존 방법으로는 실용화가 어려운 데다 독성 발생 가능성 등 인체 안전성이 해결되지 않았다는 점이 가장 큰 문제로 지적된다. 연구팀은 인간의 세포에서 자연적으로 발생하는 나노입자인 엑소솜을 단백질 약물의 운송 수단으로 사용해 문제를 해결했다. 여기에 빛을 받으면 서로 결합하는 특징을 갖는 `CRY2`와 `CIBN` 단백질을 이용했다.

엑소솜에는 CIBN을, 단백질 약물에는 CRY2를 각각 융합시킨 뒤 450-490㎚ 파장의 푸른빛을 쏘면 CIBN과 CRY의 결합하는 특성으로 인해 자연스럽게 엑소솜에 단백질 약물 탑재가 유도되는 것.

연구팀은 세포 바깥에서 정제된 단백질을 엑소솜에 넣는 기술에 비해 치료용 단백질의 적재율이 1000배 가까이 높일 수 있다고 말했다. 기존보다 낮은 비용으로 보다 쉽게 치료용 단백질이 탑재된 엑소솜을 생산하면서 효율 및 안정성이 향상된 치료용 단백질 전달시스템을 개발했다고 덧붙였다.

이 기술은 KAIST 교원창업기업인 ㈜셀렉스라이프사이언스 사에 기술이전 돼 엑소솜 약물 제조 기술의 최적화 및 임상 시험을 위한 개발 단계 중이다.

최철희 교수는 "이번 기술은 생체에서 만들어지는 나노입자인 엑소솜에 치료용 단백질을 효율적으로 탑재시켰다"며 "안전하고 기능이 우수한 단백질 약물을 대량 생산할 수 있는 획기적인 원천기술이다"고 말했다.

한편 이번 연구 결과는 국제 학술지인 `네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communicaitons)` 7월 22일자 온라인 판에 게재됐다. 김정원 기자

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