광감작제를 통한 차세대 암 치료법 개발

한 국내 연구진이 암세포만 골라 없앤 뒤 분해되어 사라지는 암 치료 물질을 개발하였다고 알려집니다. 기존의 항암제나 방사선 등은 환우들에게 부작용으로 인한 고통을 줬던 기존 치료법의 한계를 극복한 것으로 차세대 암 치료법으로 주목된다는 것입니다.

주인공은 민달희 서울대 화학부 교수팀으로 빛에 반응하는 광감작제(光感作劑)를 활용해 nm(10억분의 1m) 크기의 기능성 2차원 광감작제-나노시트 복합체를 최초 개발하였고, 동물(생쥐) 실험을 통해 암 치료 효과를 확인하였다는 것입니다.

※ 광감작제(photosensitizer) : 특정 파장영역의 빛에 감응하여 활성산소를 발생하는 화학물질입니다.

※ 2차원 나노시트 : 그래핀과 같이 2차원 평면형(x-y축) 구조를 갖는 나노미터(10억분의 1미터) 크기의 물질입니다.

광감작제는 빛에 민감한 반응을 보이는 물질로, 빛을 쬐면 산화력이 강한 활성산소가 발생해 암세포를 사멸시킴니다. 이처럼 최근에는 광감작제를 활용한 '광역동치료법'이 새로운 암 치료 대안으로 떠오르고 있다는 것입니다. 그러나 활성산소는 정상세포도 파괴할 수 있어 치료 후 몸속에 대부분 물에 잘 녹지 않는 광감작제가 남아 있을 경우, 햇볕을 쬐면 피부가 심각하게 손상되는 부작용이 있었다는 것입니다.

※ 광역동치료법 : 광감작제가 특정 파장의 빛을 흡수하여 에너지 전달 메커니즘을 거쳐 활성산소를 만들어 주변의 암세포를 없애는 방법입니다.

민 교수에 의해서 개발된 광감작제-나노시트 복합체는 이런 부작용이 없는데, 이는 혈액 내에서는 반응하지 않고, 암세포 내에서는 쉽게 분해(이른바, 표적 치료)되면서 암세포를 죽인다는 것입니다. 연구진은 대부분의 암세포에 엽산과 잘 결합하는 엽산수용체가 과다하게 발현되어 있다는 점에 주목하였고, 복합체가 암세포에만 결합하도록 나노시트에 엽산을 입힌 것(엽산이 도포된 이산화망간 나노시트를 합성)입니다. 암세포와 나노시트가 결합하면 나노시트는 완전히 분해되고, 광감작제만 암세포에 남는데, 여기에 빛을 쬐면 암세포에만 활성산소가 생성되어 선택적인 암세포 사멸이 가능하고 정상 조직의 손상을 최소화할 수 있다는 것입니다. 게다가 복합체가 체내에서 생분해되기 때문에 독성도 적고 기존 광역동치료법에 비해 난용성 광감작제 혈관 투여량을 1/10로 줄여도 치료효과를 갖는다는 것입니다.

민 교수는 폐암, 식도암, 자궁경부암 등 시술성공률이 높은 다양한 난치성 암에 대한 광역동치료법 효과를 높이는 데 활용할 수 있을 것으로 기대한다고 밝혔고, 최대한 빠른 시간 안에 전임상 및 임상 시험을 하기 위해 노력 중이라고 말했습니다. 연구 결과는 응용화학 분야 국제학술지인 '2D Materials' 게재되었다고 알려집니다.

전신 투여한 광감작제-나노시트 복합체가 종양 특이적으로 축적된 모습(왼쪽). 조직병리 검사를 통해 선택적 암세포 사멸을 확인한 장면(가운데). 광감작제-나노시트 복합체를 투여해 준 생쥐에서 종양 성장이 억제된 그래프(오른쪽)

최근에 면역항암제의 출현으로 전이성 흑색종이나 폐암, 방광암 등 다수의 암종에 대해서 종래의 화학항암제보다 보다 근본적이고 드라마틱한 치료 효과를 거두고 있습니다. 하지만 재난적 의료비와 겨우 10명 중 2명 정도에만 효과가 있다는 것입니다. 이와 같은 광역동치료법이 보편적인 다수의 암환우들에게 효과적인 차세대 암 치료법으로 서둘러 자리 잡기를 기대해 봅니다.