[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국과학기술연구원(KIST)은 테라그노시스연구센터(KU-KIST 융합대학원) 김세훈 센터장 연구팀이 서울대학교 이윤식 교수, 고려대학교 안동준 교수와의 공동연구를 통해 단 한 번의 주사와 반복적인 광치료로 부작용 없이 암을 완전히 제거할 수 있는 암 표적성 광치료제를 개발했다고 11일 밝혔다.

빛을 이용한 암 치료 기술인 광치료 기술은 레이저에 반응하고 암세포를 파괴하는 광민감제를 주사로 주입하고 암 조직에만 축적시킨 후 빛을 쏘아 선택적으로 암세포만 파괴할 수 있는 기술이다.

이 방법은 암세포 주변 조직에 피해가 불가피한 방사선 치료나 일반 화학 요법보다 부작용이 훨씬 적어 반복 치료가 가능하다.

하지만 광민감제는 1회 사용만 가능해 반복 치료를 위해서는 시술할 때마다 광민감제를 투여해야 하고, 치료 후 남아있는 광민감제가 피부나 눈에 축적되어 빛에 의한 부작용을 일으키기 때문에 치료 후 환자에게 일정 기간 햇빛, 실내조명 등으로부터 격리를 권장하고 있다.

이로 인해 치료를 받는 환자는 매번 주삿바늘의 아픔과 격리 생활이라는 또 다른 불편함을 겪어야만 했다.

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

이번 연구팀은 광의학 치료기술의 문제점들을 해결하기 위해 암 조직만 선택적으로 표적하며 특정한 질서를 갖고 뭉쳐 스스로 조립되는 펩타이드를 활용했다.

연구과정을 보면 연구팀은 암 조직을 선택적으로 투과 및 표적화할 수 있는 특성이 있는 고리형 펩타이드(iRGD, internalizing RGD peptide)를 골격으로 하고 광민감제와 빛에 대한 활성을 조절하는 소광제를 적절히 설계해 암 조직 내에서만 광치료 효능이 활성화되는 펩타이드 기반의 광민감제를 개발했다.

이번 개발된 광민감제는 생체에 주사하면 체온에 의해 활성화되어 연구팀이 설계한 초분자 배열로 뭉쳐 암세포 주변에 저장된 후 암세포를 표적으로 장기간 천천히 방출되어 암세포 내에 자리 잡는다.

이후 광치료를 시술하면 정상 세포는 파괴하지 않고 암세포만 파괴할 수 있게 된다.

특히 연구진이 개발한 광치료제를 종양이 이식된 생쥐 모델에 적용한 결과에 의하면 암 조직 주변에 단 한 번 주사로 종양 주변에 저장된 광민감제가 장기간(2~4주) 지속해서 방출되어 종양을 선택적으로 표적하는 결과를 보여주었다.

또 반복적인 광 노출에도 암 주변 조직 및 주요 장기가 파괴되는 독성이 발견되지 않았으며 반복적인 시술을 통해 암 조직이 완벽히 제거됨을 확인했다.

KIST 김세훈 센터장은 “개발된 광치료제는 암 주변에 단 한 번 주사하는 것만으로도 독성 없이 장기간 반복적인 광치료를 통해 암을 완벽하게 제거할 수 있으며 단일 성분으로 제형이 단순하여서 향후 광의학 치료에 유용하게 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부 지원과 KIST 주요사업 등으로 수행됐고 나노기술 분야 국제 저널 에이씨에스 나노(ACS Nano) 최신호에 게재됐다.