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[IT뉴스]세포 에너지 공장 미토콘드리아로 항암제 정확히 배달하는 나노약물전달체 국내서 개발

온카뱅크관리자

2023-02-02 12:35:16

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 </div> 강한창 가톨릭대 약대 교수 연구진 
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 <img alt="강한창 가톨릭대 약대 교수가 이끄는 공동 연구진이 항암제의 효과는 높이고, 부작용은 줄이는 전달체를 개발했다. 왼쪽부터 강한창 교수, 조하나 교수, 최연수 박사 후 연구원, 정다겸 박사과정 연구원. /한국연구재단" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202302/02/chosunbiz/20230202123520336mlmh.jpg" data-org-width="1505" dmcf-mid="FwqyNJqkHT" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202302/02/chosunbiz/20230202123520336mlmh.jpg" width="658">
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 강한창 가톨릭대 약대 교수가 이끄는 공동 연구진이 항암제의 효과는 높이고, 부작용은 줄이는 전달체를 개발했다. 왼쪽부터 강한창 교수, 조하나 교수, 최연수 박사 후 연구원, 정다겸 박사과정 연구원. /한국연구재단
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 국내 연구진이 약물의 효능을 높이면서 부작용을 줄일 수 있는 나노약물전달체를 개발했다. 항암제는 암세포뿐 아니라 정상 세포에도 영향을 줘서 부작용이 생기는데, 이번에 개발된 기술을 활용하면 차세대 항암제 개발에 도움이 될 것으로 기대된다.
 강한창 가톨릭대 약대 교수 연구팀은 2일 세포의 에너지 공장인 미토콘트리아에 약물을 정확히 전달하고 방출하는 나노겔을 개발해 항암제 효능을 높일 수 있다는 사실을 확인했다고 밝혔다.
 기존에 사용하던 나노약물전달체는 항암제를 암세포에 전달하는 능력은 우수하다. 하지만, 정확한 위치에서 약물을 방출하는 능력이 부족해 약효 전달력이 떨어지는 단점이 있다. 약물을 방출할 때 효소와 활성산소를 이용하는데, 이들 물질은 세포 안과 밖에 모두 있어 표적에 도달하기도 전에 약물이 방출될 수 있기 때문이다.
 연구진은 이런 단점을 극복하기 위해 항암제가 작용하는 세포소기관인 미토콘트리아에 전달된 이후에 약물을 방출하는 새로운 약물전달 방식을 설계했다. 연구진은 미토콘드리아에 잘 전달될 수 있는 소수성 아미노산인 라이신을 기반으로 나노겔을 만들어 약물이 정확히 전달될 수 있게 했다.
 라이신은 미토콘드리아와 핵 모두에 잘 전달되는데, 물과 결합하지 않는 소수성 라이신은 미토콘드리아에만 전달되는 것으로 알려졌다. 미토콘드리아는 에너지를 만드는 세포소기관으로, 무한하게 증식하는 암세포를 막기 위해 미토콘드리아의 활성도를 낮추는 항암제가 최근 주목받고 있다.
 또 미토콘드리아에 도착하기 전에 약물이 방출되는 것을 막기 위해 나노겔의 약물 방출 기능을 하는 이황화 결합 부위도 소수성으로 만들었다. 세포 안팎에는 소수성 달리 물과 잘 결합하는 친수성 물질이 많이 있는데, 이들 물질과 결합을 막아 약물이 방출되지 않도록 하는 전략이다.
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 <img alt="가톨릭대 연구진이 개발한 나노약물전달체의 작동 원리. 친수성을 기반으로 만들어 표적에 정확히 전달하면서도 도중에 약물 방출이 일어나지 않도록 했다. /한국연구재단" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202302/02/chosunbiz/20230202123523938kmwq.jpg" data-org-width="741" dmcf-mid="0Ex2HSg1HS" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202302/02/chosunbiz/20230202123523938kmwq.jpg" width="658">
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 가톨릭대 연구진이 개발한 나노약물전달체의 작동 원리. 친수성을 기반으로 만들어 표적에 정확히 전달하면서도 도중에 약물 방출이 일어나지 않도록 했다. /한국연구재단
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 가톨릭대 연구진이 만든 나노겔은 약물을 방출하는 역할을 하는 글루타치온이 있어도 표적에 도착하기 전까지 약물을 거의 방출하지 않았다. 나노겔은 글루타치온에 노출되더라도 4시간 동안 4%, 48시간 동안 31%의 약물만을 방출해 미토콘드리아에 많은 양의 약물을 전달할 수 있었다. 일반적으로 나노약물전달체는 글루타치온에 노출되면 20분 이내에 모든 약물이 방출돼 효과가 떨어지는 것으로 알려졌다.
 대장암에 걸린 생쥐에서 효과를 확인했을 때도 약물 사용량을 20%로 줄였지만, 암조직의 크기는 57% 가량 작아져 현재 사용되는 독소루비신 염화수소 전달체를 쓴 항암제보다 약 5배 우수한 암조직 억제 능력을 확인했다.
 라이신으로 만든 나노겔은 또 혈액에서 안정성이 높아 정맥으로 투약할 수 있고, 암세포로의 침투가 쉽다는 장점이 있다. 항암제의 작용을 막는 세포소기관인 엔도솜·리보솜에 방해도 받지 않아 차세대 항암제의 효과를 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다.
 강한창 교수는 “이번 연구는 표적 세포소기관에 존재하는 분해 자극을 찾아, 정확한 약물방출을 유도하는 나노약물전달체를 개발한 데 의의가 있다”며 “신규 나노젤이 다양한 질환의 예방과 치료에 쓰일 수 있도록 후속연구에 힘쓰겠다”고 말했다.
 이번 연구 결과는 지난달 25일 국제 학술지 ‘화학공학저널’에 연구 결과를 발표했다.
 참고자료
 Chemical Engineering Journal, DOI : https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.141090
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