작성일 : 21-01-03 15:18
KIST 김세훈 테라그노시스연구센터(KU-KIST 융합대학원)장 연구팀이 이윤식 서울대 교수, 안동준 고려대 교수와의 공동연구, 독성 없는 장기간 반복적 광치료 구현 , "주사 한 번이면 돼" 부작용 없는 무한光 기술로 '암 완치'
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"주사 한 번이면 돼" 부작용 없는 무한光 기술로 '암 완치' 

  •  이유진 기자
  •  
  •  승인 2020.12.10 14:00
 

KIST-서울대-고려대, 독성 없는 장기간 반복적 광치료 구현
종양 이식된 생쥐 모델 적용 결과, 암세포 완전 제거

종양이 이식된 생쥐 모델에 적용한 결과 단 한 번 주사로 종양 주변에 저장된 광민감제가 장기간(2~4주) 지속해서 방출, 종양을 선택적으로 표적했다. 반복적인 광 노출에도 암 주변 조직·주요 장기가 파괴되는 독성이 발견되지 않았으며 암이 완전히 제거됐다. [사진=KIST 제공]
국내 연구진이 암을 완전히 제거할 수 있는 치료제를 개발했다. 단 한 번의 주사로 구현할 수 있는 부작용 없는 광치료 기술이다. 환자의 항암치료 고통을 덜면서 치료 후 부작용까지 최소화할 수 있다.   

KIST(한국과학기술연구원·원장 윤석진)는 김세훈 테라그노시스연구센터(KU-KIST 융합대학원)장 연구팀이 이윤식 서울대 교수, 안동준 고려대 교수와의 공동연구를 통해 단 한 번의 주사로 인한 부작용 없는 광치료로 암을 완전 제거할 수 있는 암 표적성 광치료제를 개발했다고 10일 밝혔다.

광치료 기술은 빛을 이용한 암 치료 기술이다. 레이저에 반응해 암세포를 파괴하는 광민감제를 주사로 주입해 암 조직에 축적한 후 빛을 쏘아 선택적으로 암세포만 파괴한다. 암세포 주변 조직에 피해가 불가피한 방사선 치료나 일반 화학 요법보다 부작용이 훨씬 적어 반복 치료가 가능하다.

하지만 광민감제는 1회 사용만 가능하다. 반복 치료를 위해선 시술할 때마다 광민감제를 투여해야 한다. 치료 후 남아있는 광민감제가 피부나 눈에 축적돼 부작용을 일으키기 때문에 치료 후 환자에겐 일정 기간 빛으로부터 격리를 권장하고 있다. 

최근에는 암 조직 내에서만 광치료 효능이 활성화되는 광민감제가 개발되고 있으나 여전히 독성이 있고, 시술할 때마다 주사해야 하는 문제점이 남아있다.

김세훈 박사팀은 연구팀은 암 조직을 선택적으로 투과·표적화할 수 있는 고리형 펩타이드(iRGD, internalizing RGD peptide)를 골격으로 활용했다. 또 광민감제와 빛에 대한 활성을 조절하는 소광제를 적절히 설계해 암 조직 내에서만 광치료 효능이 활성화되는 펩타이드 기반 광민감제를 개발했다. 

개발된 광민감제는 생체에 주사할 시 체온에 의해 활성화된다. 연구팀이 설계한 초분자 배열로 뭉쳐 암세포 주변에 저장된 후 암세포를 표적으로 장기간 천천히 방출돼 암세포 내에 자리 잡는 원리다. 이후 광치료를 하면 정상 세포는 파괴하지 않고 암세포만 파괴할 수 있게 된다.

연구진이 개발한 광치료제를 종양이 이식된 생쥐 모델에 적용했다. 그 결과 단 한 번 주사로 종양 주변에 저장된 광민감제가 장기간(2~4주) 지속해서 방출, 종양을 선택적으로 표적했다. 더불어 반복적인 광 노출에도 암 주변 조직·주요 장기가 파괴되는 독성이 발견되지 않았다. 반복적인 시술을 통해 암 조직이 완벽히 제거됨을 확인했다.

김세훈 센터장"개발된 광치료제는 암 주변에 단 한 번 주사하는 것만으로도 독성 없이 장기간 반복적인 광치료를 통해 암을 완벽하게 제거할 수 있다"며 "단일 성분으로 제형이 단순해 향후 광의학 치료에 유용하게 활용될 것"이라고 기대했다.

과학기술정보통신부 지원과 KIST 주요사업 등으로 수행된 이번 연구는 나노기술 분야 국제 저널 'ACS Nano' (IF: 14.588, JCR 분야 상위 5.25%) 최신 호에 게재됐다. (논문명: Injectable Single-Component Peptide Depot: Autonomously Rechargeable Tumor Photosensitization for Repeated Photodynamic Therapy)