KPI뉴스 - 빛으로 독성 조절해 '암세포'만 사멸…UNIST, '나노젤 치료법' 개발

  • 맑음밀양25.4℃
  • 맑음홍천24.2℃
  • 맑음진주22.5℃
  • 맑음천안23.8℃
  • 구름많음북부산24.3℃
  • 맑음홍성25.2℃
  • 구름많음정읍24.7℃
  • 맑음인천24.1℃
  • 구름많음남원25.8℃
  • 구름많음순천21.5℃
  • 맑음경주시22.7℃
  • 맑음양평25.5℃
  • 비서귀포21.9℃
  • 박무백령도19.7℃
  • 맑음금산27.1℃
  • 맑음상주26.8℃
  • 맑음세종25.9℃
  • 맑음보은24.8℃
  • 맑음북강릉19.7℃
  • 맑음울진21.2℃
  • 맑음보령23.1℃
  • 맑음태백19.0℃
  • 맑음부여24.7℃
  • 구름많음제주23.6℃
  • 흐림완도22.3℃
  • 맑음영광군23.5℃
  • 맑음영월24.5℃
  • 맑음구미26.9℃
  • 흐림강진군23.8℃
  • 맑음문경22.9℃
  • 맑음영천22.8℃
  • 맑음영주21.7℃
  • 구름많음성산23.1℃
  • 맑음동해21.7℃
  • 구름많음산청23.6℃
  • 구름많음거창23.5℃
  • 맑음의성24.0℃
  • 맑음춘천24.8℃
  • 맑음안동24.7℃
  • 구름많음광양시23.2℃
  • 맑음속초21.3℃
  • 맑음울릉도21.0℃
  • 흐림순창군26.0℃
  • 맑음정선군20.5℃
  • 맑음파주23.1℃
  • 맑음수원24.0℃
  • 맑음서울26.9℃
  • 흐림남해23.2℃
  • 맑음봉화19.9℃
  • 맑음군산24.6℃
  • 흐림여수23.3℃
  • 구름많음임실25.0℃
  • 맑음의령군22.9℃
  • 맑음포항22.9℃
  • 흐림목포24.5℃
  • 맑음서산23.4℃
  • 구름많음전주25.9℃
  • 구름많음보성군23.2℃
  • 맑음강화22.0℃
  • 구름많음고산22.7℃
  • 흐림흑산도21.4℃
  • 흐림장흥23.6℃
  • 구름많음통영22.3℃
  • 맑음영덕19.8℃
  • 맑음서청주25.2℃
  • 맑음합천24.6℃
  • 맑음이천26.1℃
  • 구름많음진도군23.2℃
  • 구름많음장수24.3℃
  • 맑음원주25.6℃
  • 맑음고창군23.3℃
  • 맑음대관령17.1℃
  • 맑음청송군21.4℃
  • 맑음대전27.6℃
  • 맑음철원24.5℃
  • 흐림해남23.6℃
  • 맑음충주27.2℃
  • 맑음북춘천24.8℃
  • 구름많음북창원25.1℃
  • 맑음대구24.9℃
  • 맑음강릉22.0℃
  • 구름많음고창24.2℃
  • 맑음창원23.2℃
  • 맑음인제22.3℃
  • 구름많음부안24.2℃
  • 맑음청주29.7℃
  • 구름많음울산21.7℃
  • 맑음함양군24.6℃
  • 구름많음양산시24.6℃
  • 맑음추풍령23.7℃
  • 맑음동두천26.0℃
  • 맑음부산23.4℃
  • 흐림고흥22.9℃
  • 맑음제천22.8℃
  • 구름많음광주25.9℃
  • 맑음거제22.2℃
  • 맑음김해시24.2℃

빛으로 독성 조절해 '암세포'만 사멸…UNIST, '나노젤 치료법' 개발

최재호 기자
기사승인 : 2022-09-15 08:39:07
생체 무해한 '나노젤' 이용 '광역동 치료' 광감각제 독성조절 전략 제시
정상세포서 독성 낮추고 암세포에 강한 독성…화학분야 권위誌 게재
빛으로 쪼여서 암세포를 공격하는 '광역동 치료'를 안전하게 쓸 방법이 울산과학기술원 연구팀에 의해 개발됐다. 생체에 무해하고 안정한 '나노젤'(Nanogel)을 써서 체내 부작용을 줄인 시스템이다. 

▲ 오른쪽부터 권태혁 교수, 이채규·이채헌 연구원 [울산과학기술원 제공]

UNIST(유니스트)는 화학과 권태혁 교수팀이 정상세포 환경에선 안정하게 항암제를 보관하고, 빛이 쬐어진 암세포 환경에서만 항암제를 방출하는 '나노젤 광감각제 시스템'을 개발했다고 15일 밝혔다.

'광역동 치료'는 빛에 반응해 활성산소(독성)를 만드는 '광감각제'로 암세포를 사멸하는 방법이다.

광감각제가 활성산소를 더 많이 만들게 하려고 중금속을 연결하는 방법이 많이 쓰이는데, 이 경우 체내 부작용이 야기된다. 중금속과 연결된 광감각제의 자체 독성이 혈액 순환 중에 정상세포의 기능을 저해할 수 있는 것이다.

권태혁 교수팀은 이 문제를 해결하기 위해, 물에 잘 녹으면서 생체에도 적합한 '고분자 기반 나노젤'로 광감각제를 감싸는 방법을 선택했다. 나노젤은 정상적인 환경에서 광감각제를 보호해 체내 독성을 줄이고, 치료가 필요한 암세포에 빛을 쪼이면 활성화돼 독성을 높였다.

이번에 개발한 나노젤 물질은 소수성 방향족 고리와 친수성 고분자 구조로 이뤄지는데, 소수성 고리 개수가 많을수록 더 많은 광감각제를 안정적으로 담는다. 또 이 물질은 빛을 주지 않으면 정상세포와 암세포 환경에서 24시간 동안 모양과 크기를 유지했다.

▲ 나노젤(P-IrNG) 광감각제 시스템의 모식도 [울산과기원 제공] 

공동으로 연구를 주관한 김병수 연세대 교수는 "생체에 적합한 고분자를 이용해 나노젤을 만드는 과정에서 티올기(-SH)와 이황화결합(S-S)의 산화-환원 가역반응을 이용했다"며 "두 물질이 서로 가까울 때 나타나는 산화-환원 가역반응은 어두운 환경에서 나노젤이 모양을 유지하는 데에 큰 도움을 준다"고 설명했다. 

모양을 잘 유지하던 나노젤은 암세포에서 빛을 받으면 작동을 시작한다. 빛을 받은 광감각제가 활성산소를 과량 생성하고, 이 영향으로 나노젤 속 티올기가 슬폰산기로 바뀐다. 슬폰산기는 음전하를 띠어 서로 밀어내다가 나노젤을 분해해버린다. 이때 독성을 가진 광감각제가 방출돼 암세포를 공격하는 원리다.

권태혁 교수는 "광감각제를 담은 나노젤의 분해를 빛과 암세포 내 환경을 이용해 시공간적(spatiotemporal)으로 제어했다"며 "광감각제가 암만 골라 공격하도록 선택성을 높임으로써 암 환자의 치료 부작용을 줄이는 중요한 분자공학적 전략이 될 것"이라고 강조했다.

이번 연구는 화학 분야 권위지인 '앙게반테 케미'(Angewandte Chemie International Edition) 9월 12일자 온라인에 소개됐다. 연구 수행은 한국연구재단(NRF)이 추진하는 '중견연구자지원사업'과 TIPS, 국립암센터, 울산과학기술원 등의 지원으로 이뤄졌다.

KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]