암 전이를 방지할 수 있는 새로운 나노 기술!!

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2009-12-30

사라토프(Saratov),모스코바(Moscow)의 러시아 과학자와 미국 알칸소 대학(Arkansas University)과 에모리 대학(Emory University)의 공동 연구팀은 암세포의 전이(metastases )가 생길 가능성을 줄일 수 있는 새로운 기술을 개발하였다. 자성 나노 입자와 자석(magnet)을 이용하여 혈관 내에 드물게(rare) 돌아다니는 종양 세포를 잡아내고(trap), 두 가지 색깔을 이용하는 광음향분광학 측정 방법 (two-colorphotoacoustic)으로 신속한 측정이 가능한 새로운 기술이다. 그리고 금(gold)으로 입혀진 나노 튜브가 다른 나노 입자로 사용이 되는데 이는 두 번째 조영제(contrast agent)로써의 역할을 수행하며 다중 측정(multiplex detection)을 가능하게 한다. 모두가 다 알고 있듯이, 암 종양(Cancer tumor)이 혈액을 통해 모든 장기(organism)에 퍼지게 되고 그리고 새로운 종양이 생성되는 것이 전이(metastases )인데, 암 종양은 전이가 되는 능력이 있기 때문에 위험하며, 이 때문에 암(cancer)이라는 것은 아주 심각한 질병으로 간주되고 있다. 원발암(Primary tumors)에서 떨어져 나와 혈류(bloodstream)로 들어가 돌아다니고 있는 상태에서 종양 세포를 찾아내고 이를 죽이는 것은 아주 도전적인 과제이다. 마이크로 칩에 혈액 샘플을 흘려 돌아다니고 있는 종양 세포를 찾고 이를 분리하기 위한 여러 방법에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 이 공동 연구진은 나노 기술(nanotechnologies)로 이러한 전이가 생기는 것을 막을 수 있는 방법을 제안하고 있다. 이 기술을 테스트하기 위해 이(진드기, lice)에 감염된 동물을 모델로 하였다. 이 동물들에게 세 가지 구성 요소들로 이루어진 합성 구조물(synthetic constructions)을 주입하였다. 이 합성 구성물은 자기 나노 입자(magnetic nanoparticle), 종양에 대한 항체, 그리고 황금(gold)으로 덥혀 있는 탄소 나노 튜브 세 가지이다. 먼저 항체들이 암 세포(cancer cells)와 결합하고, 그 다음에 작은 자석이 암 세포 주변을 황금으로 입혀진 나노 튜브로 쌓이게 한다. 마지막으로 광음향분광학(photoacoustics)적 방법으로 암 세포를 조사하고, 황금 입자들은 레이저를 쪼여 열을 발생시켜 세포를 사멸시킨다. 그림에서 보이듯이 암 세포 내에 다른 수용체(receptors)과 결합하도록 두 가지 종류(자성 입자와 금으로 입혀진 나노튜브)의 나노 입자들이 만들어졌다. 자성 입자(magnetic nanoparticles)는 많은 종류의 암세포에는 많이 나타나고 일반 세포에는 적게 나타나는urokinase plasminogen activator receptor(uPAR)를 타겟으로 하며, 금으로 입혀진 나노 튜브는 많은 암세포에 나타나고 정상 혈관 세포에는 없는 엽산 수용체(folate receptor, FR)를 타겟으로 한다. 그리고 이 두 입자들은 서로 다른 빛의 파장 영역에서 반응하게 되어 있다. 그림 설명: 혈관 내에 돌아다니는 종양 세포를 어떻게 감지하고 어떻게 나노 입자에 달라 붙게 하는지 보여주는 단면도. 자기성 나노 입자와 금(gold)이 입혀진 탄소 나노 튜브 둘 모두 종양 세포를 타겟으로 하고 있다. 자성의 성질과 광음향분광학 측정 방법으로 인해 혈관 내에 돌아다니는 종양 세포를 시료 측정(in vitro)이 아닌 생체 측정(in vivo)이 가능하다. 원문 설명: 이 기사는 “Nature NanoTechnology” 2009년 12월호에 “Nanomedicine-“Detecting rare cancer cells”라는 제목으로 실렸다. Nanotubes.jpg 출처 : http://www.russia-ic.com/news/show/9435/