금 나노입자로 만들어진 새로운 암 치료 모니터링 나노장치

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?is_cd_2_s=01&issue_no_s=3&record_no=252350&cont_cd=GT&is_cd_1=IS01&is_cd_2=01&is_cd_3=3
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-10-31
몬트리올 대학(University of Montreal)의 연구진은 환자 혈액 속의 메토트렉세이트(methotrexate)의 양을 1 분 이내에 측정할 수 있는 새로운 초소형 장치를 개발했다. 메토트렉세이트는 암을 치료하기 위해서 일반적으로 사용되는 독성 약물이다. 병원에서 현재 사용되는 장치보다 10배 저렴하고 더 정밀한 측정이 가능한 나노크기 장치는 환자에게 필요한 최적의 메토트렉세이트 투여량을 빠르게 분석할 수 있고 약물의 부작용을 최소화하는 광학적 시스템으로 구성된다. 메토트렉세이트는 디히드로엽산환원효소(Dihydrofolate reductase, DHFR)를 차단할 수 있는 기능 때문에, 수년 동안 특정 암을 치료하기 위해서 사용되었다. 이런 효소는 DNA 전구체의 합성으로 활성화되고, 암 세포의 증식을 촉진시킨다. “메토트렉세이트는 효과적이지만, 독성이 강하고 환자의 건강한 세포에 손상을 줄 수 있다. 따라서 환자 혈청 속의 약물 농도를 모니터링하는 것은 이런 약물을 조절하는데 매우 중요하다”고 Jean-François Masson이 설명했다. 지금까지, 모니터링은 약물 샘플에 의해서 발생된 편광과 형광 생물학적 정량(bioassay)을 사용하는 장치로 병원에서 실시되었다. “현재의 장치는 조작하기가 복잡하고 비용이 많이 드는 플랫폼을 사용하며 경험이 많은 사람이 필요하다”고 Masson이 말했다. 6년 전에, Joelle Pelletier와 Jean-François Masson은 환자 속의 메토트렉세이트 농도를 간단하게 측정할 수 있는 방법을 조사하기 시작했다. 용기의 표면 위의 금 나노입자들은 장치에 의해서 검출된 빛의 색상을 변화시켰다. 검출된 색상은 혈액 샘플 속의 약물의 농도를 정확하게 나타내었다. 이런 연구를 통해서, 이번 연구진은 표면 플라즈몬 공명으로 작동하는 초소형 장치를 개발하고 제조하는데 성공했다. 이것은 용기 표면 위의 금 나노입자를 통해서 혈청(또는 혈액)의 메토크렉세이트의 농도를 측정했다. 효소를 차단하기 위해서 메토트렉세이트와 경쟁하는 금 나노입자들은 장치에 의해서 검출된 빛의 색상을 변화시켰다. 그리고 검출된 빛의 색상은 혈액 샘플 속의 정확한 약물 농도를 나타내었다. 이번 연구진은 새로운 장치의 측정 정밀도를 몬트리올의 Maisonneuve-Rosemont Hospital에서 사용되는 장치의 것과 비교하였다. 새로운 장치의 장점은 다음과 같다: 측정 결과는 정확하였고, 현재 사용되는 장치가 30분 후에 결과를 도출하는데 반해서 이번 연구진이 개발한 장치는 60초 이내에 결과를 도출했다. 또한 표면 플라즈몬 공명을 경험하지 않았던 사람도 테스트를 진행할 수 있었고, 새로운 장치를 작동하는데 큰 어려움을 겪지 않았다. 실시간으로 결과를 생성하는 것 이외에도, 장치는 작고 휴대할 수 있으며 샘플의 조작을 거의 필요로 하지 않는다. “근래에, 우리는 진료실 또는 병실에 이 장치를 볼 수 있을 것이다. 환자들은 개별적으로 최적의 투여 용량을 받기 때문에 합병증의 위험을 최소화할 수 있을 것”이라고 Masson이 말했다. 또 다른 장점은 다음과 같다: 기존의 장치가 약 $100,000의 투자가 필요하지만, 새로운 휴대용 장치는 약 $10,000 이하로 거의 10배 더 저렴하다. 그림. 수신 탭(receiving tab)의 표면 위의 금 나노입자들은 장치에 의해서 검출되는 빛의 색상을 변화시킨다. 포집된 색상은 혈액 샘플 속의 약물 농도를 정확하게 알 수 있게 한다. noname011.bmp http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=37862.php