나노물질 조합을 이용한 암 치료

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2010-01-05

캘리포니아 대학(University of California, San Diego)과 매사추세츠 공과대학(MIT)의 연구진은 혈류 속에 순환하다가 암에 부착되어 암을 사멸시키는 서로 다른 크기를 가진 “혼합제(cocktail)"를 개발했다. 이 연구는 암과 싸우는데 서로 협력하는 나노시스템의 장점을 보여주는 첫 번째 예이라고 이번 연구를 이끌었던 캘리포니아 대학의 마이클 사일러(Michael Sailor) 교수가 말했다. 이 연구결과는 지난주에 Proceedings of the National Academy of Sciences의 온라인 버전으로 게재되었다. 이 연구에서, 연구진은 혈류 속에 주입할 수 있는 두 개의 다른 종류의 나노물질을 포함한 시스템을 개발했는데, 각 나노물질은 머리카락 지름보다 수천 배 더 작은 몇 나노미터였다. 첫 번째 나노물질은 쥐의 종양을 찾아서 부착하도록 설계되었고 두 번째 나노물질은 이 종양을 죽이도록 설계되었다. 이전에 이런 종류의 연구를 진행했던 다른 연구진들도 질병 세포에 부착되거나 질병 세포에 약물을 전달할 수 있는 나노미터 크기의 장치를 설계했지만 정상적인 세포에 영향을 끼치는 문제에 대해서는 구체적인 해결방안을 내놓지 못했다. 예를 들어, 나노입자는 암 환자의 몸속을 장기간 동안 순환하면서 종양 세포와 마주치도록 만들어졌다. 그러나 종양 세포 이외의 세포에도 고착될 수 있다. 게다가 종양에 단단하게 고착하도록 설계된 입자는 종양 세포를 마주칠 만큼 충분히 오랫동안 체내에서 순환하지 않을 수도 있다. 단일 약물이 환자에게 작용되지 않을 때, 의사는 일반적으로 몇 개의 약물 분자들이 포함된 혼합제를 처방한다. 이 방법은 암 치료에 매우 효율적인데, 이론적으로 보면 질병의 근원을 가능한 한 많이 공격하기 때문에 치유될 가능성을 더 높인다. 약물들은 때때로 단일 질병에 대해서 함께 작용하거나 다른 기능성을 가지고 공격할 수도 있다. 어느 경우에서든지, 약물의 혼합은 한 개의 약물만을 사용했을 경우에 비해서 더 큰 효과를 제공할 수 있다. 나노입자로 종양을 치유하는데 한 가지 문제가 존재한다. 즉 단핵 포식 세포(mononuclear phagocyte)라고 불리는 면역 세포가 나노입자를 인식해서 순환 중인 나노입자를 포획하고 결국 나노물질들이 표적에 도달할 수 없게 만든다. 이번 연구진은 이런 문제점들을 극복할 수 있는 새로운 개념의 두 개의 독특한 나노물질을 개발했다. 첫 번째 입자는 누설되기 쉬운 혈관으로 들어와서 종양에 축적되는 금 나노로드 “활성제”이다. 금 입자는 종양 전체를 감싸고 적외선 레이저가 조사될 때 이것을 흡수하는 안테나의 역할을 해서 종양을 가열하는데 사용된다. 나노로드는 상피성 종양을 가진 쥐 혈관에서 순환한 후에 종양에 부착되었고, 연구진이 약한 레이저 빔을 조사했을 때 나노로드는 가열되었다. 이것은 종양을 감작(感作)하게 한다. 그 후에 연구진은 철 산화물 나노웜(nanoworm) 또는 독소루비신이 탑재된 리포솜(doxorubicin-loaded liposome)으로 구성된 두 번째 나노입자 유형을 투입했다. 이 “반응체” 나노입자는 열처리된 종양에 표적하도록 특이 분자로 코팅시켰다. 한 종류의 나노입자는 종양의 검출을 향상시키지만 다른 종류의 나노입자는 종양을 죽이도록 설계되었다. 나노웜이라고 불리는 철산화물은 자기 공명 영상(MRI)을 이용해서 종양을 관찰할 수 있도록 설계되었다. 두 번째 유형의 나노물질은 항암 약물인 독소루비신을 탑재한 공동(hollow) 나노입자이다. 약물이 탑재된 반응체를 사용해서 쥐의 종양 성장을 저지하고 축소시킬 수 있었다. 나노웜은 수술 전에 환자의 종양 크기 및 모양을 식별하는데 도움을 줄 수 있지만 공동 나노입자는 수술을 할 필요 없이 종양을 사멸시키는데 사용된다고 연구진은 말했다. 출처 : http://www.azonano.com/news.asp?newsID=15319