KAIST, 근적외선 형광물질 기반 광역학 치료제 개발

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암세포가 선호하는 경향을 이용한 광역학 치료제가 개발됐다. 근적외선을 이용하기 때문에 부작용이 적고 인체에 무해해 다양한 질병 치료에 활용될 전망이다.

KAIST는 생명화학공학과 김유천 교수 연구팀이 기존 광역학 치료제(PhotoDynamic Therapy, PDT)의 단점을 보완한 근적외선 형광물질 기반의 PDT를 개발했다고 16일 밝혔다.

광역학치료는 빛을 이용한 암 치료법이다. 레이저를 특정부위에 쬐어 산소를 독성을 갖는 활성산소로 변화시켜 세포를 죽일 수 있는 기술이다. 수술이나 방사선 치료, 화학요법 등에 비해 부작용이나 후유증이 적어 많은 관심을 받고 있다. 하지만 암세포를 정확히 겨냥하기 어려워 정상세포에 손상을 유발하거나, 재발 가능성이 크다는 단점이 있다.

연구팀은 미토콘드리아에 주목했다. 미토콘드리아는 세포가 활동하는 에너지를 만들어내는 일종의 발전소다. 발전소가 멈추면 세포라는 공장은 멈춰서기 마련이다. PDT 조영제로 인해 만들어진 활성산소는 미토콘드리아의 막을 공격해 세포 사멸을 일으킨다. 암세포의 미토콘드리아는 일반 세포와 비교했을 때 양이온성 지질을 더 잘 받아들인다. 연구팀은 이러한 PDT 조영제 효과를 극대화하기 위해 미토콘드리아 타겟팅 그룹인 트리페닐포스포늄, PDT 증강제인 브롬화물, 그리고 용해도 증가를 위한 아민 그룹으로 구성된 물질을 개발했다.

연구팀은 이 기술을 종양이 이식된 실험용 쥐에 주입한 후 종양 부위에 빛을 조사해 항암효과를 유도했고 이를 분석했을 때 효과적으로 표적 치료가 이뤄지는 것을 확인했다.

기존 가시광선 조영제가 마이크로미터 수준의 깊이를 보였다면 연구팀의 기술은 밀리미터까지 투과성을 가지며 진단 시 가시광역 조영제보다 100배 이상 감도가 우수한 특성을 갖고 있다고 밝혔다.

연구를 주도한 노일구 박사과정은 "암세포 미토콘드리아에 오래 머물러 있어 레이저를 조사했을 때 원하는 부분에만 부작용 없이 효과적인 치료가 가능하다는 장점이 있다"며 "치료 후에는 독성 없이 분해돼 기존 조영제의 단점을 극복할 수 있을 것"이라고 말했다.

김유천 교수는 "기존에 이용되는 진단 및 치료제를 한 단계 더 발전시킨 새로운 플랫폼의 개발을 통해 부작용을 최소화하고 다양한 질병을 치료하는 데 유용하게 사용될 것으로 기대한다"고 말했다.

이용민 기자



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