국내 연구진이 부작용 발생 가능성은 낮추고 항암치료율을 높인 효율적인 항암제 전달 시스템을 개발했다.

기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립연구단의 그룹리더인 김원종 교수팀(포항공대 화학과)은 경북대 및 미국 워싱턴대 연구진과의 공동연구에서 암세포만을 골라 항암제를 방출하는 시스템을 개발해 8일 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 온라인판에 발표했다.

지금까지 다양한 항암제들이 개발돼왔지만, 치료 약물을 효율적으로 암세포에 전달하는 시스템이 없어서 항암치료도 효율적으로 이뤄지지 않았다.

특히 항암제가 암세포에 도달하기 전에 혈액에서 비정상적으로 방출되는 경우가 많아 항암효과를 떨어뜨리고 부작용을 유발하는 경우가 많았다. 따라서 항암제를 안전하게 암세포로만 전달하는 새로운 약물전달 시스템이 필요했다.

연구팀은 강력한 ‘주인-손님 상호작용’(host-guest interaction)을 이용해 암세포에 선택적으로 항암치료를 하는 전달 체계를 가능하게 했다. 주인-손님 상호작용은 구조적으로 빈 공간이 있는 내부에 어떤 물질이 들어가는 작용을 말한다. 이때 공간이 있는 물질을 ‘주인물질’, 들어가는 물질을 ‘손님물질’이라고 한다.

연구팀은 항암제의 일종인 ‘파클리탁셀’(Paclitaxel)이 환상(環狀·고리) 구조의 올리고당인 ‘사이클로덱스트린’(Cyclodextrin)의 내부에 들어가는 주인-손님 상호작용에 주목하고, 이를 새로운 약물전달 시스템 개발에 응용했다.

연구팀은 주인-손님 상호작용을 극대화하기 위해 고분자화된 사이클로덱스트린과 고분자화된 파클리탁셀을 개발하고, 이들 간 상호작용으로 혈액 안에서 매우 안정된 구조체를 유지하는 새로운 나노조립을 만들어냈다.

또 이 나노조립의 표면에 암세포 표적물질을 도입, 혈액 속을 안정적으로 순환하다가 암세포 내부로 유입을 때만 항암제를 선택적으로 방출하는 암세포 표적 약물 전달시스템을 개발했다. 이 시스템은 대량생산이 간편해 미래 항암제 개발에 중요한 기술적 기반을 제공할 것으로 기대된다.

연합뉴스