신개념의 광역학 내시경 치료제 개발

압타머 접합 광응답제 암 세포 사멸 250배 증진

▲ 개발된 암 표적 광역학 소재를 이용한 내시경‧복강경의 진단‧치료 개략도 ⓒ한국연구재단

대장암과 복막 전이암을 보다 정확하게 진단하고 효과적으로 치료할 수 있는 신개념의 광역학 내시경 치료제가 개발됐다.

카톨릭대 나건 교수와 차의과학대 박우람 교수 연구진은 빛에 의해 화학반응을 일으키는 소재를 이용해 소화기계 암에 대한 내시경 진단‧치료 효과를 향상시켰다.

연구진은 암을 인식할 수 있는 단일가닥 DNA 표적분자인 압타머와 광역학 치료에 사용되는 광응답제를 접합해 암에 잘 달라붙을 수 있는 치료제를 제조하는데 성공했다.

광역학 치료는 광증감성이 있는 광응답제를 이용해 각종 종양을 수술없이 치료하는 기술이다.

빛을 조사하면 그로 인해 생성된 활성산소종이 질병 부위의 세포를 파괴 및 사멸시킨다.

광응답제를 암세포에 잘 달라붙게 하기 위해 대장암 조직에 많이 존재하는 단백질인 뉴클레올린에 선택적으로 결합하는 단일가닥 DNA 표적분자인 압타머를 접합했다.

압타머가 접합된 광응답제를 내시경을 통해 대장암 및 복막 전이암이 의심되는 조직에 분사하면 암 부위에 달라붙게 되는 원리이다.

현재 전세계 암 관련 사망률 2위를 차지할 정도로 발병이 많은 위, 대장 등 소화기계 암의 진단‧치료시 내시경 및 복강경이 많이 사용된다.

내시경으로 관찰해 암조직과 정상조직의 높낮이 차이를 확인함으로써 암을 판별하는데 진단 결과가 부정확하고, 의사의 경험에 의존하고 있다.

연구진이 개발한 소재는 내시경이나 복강경으로 병변 부위에 분사함으로써 암 진단의 정확도를 높이고 치료 효과도 향상시켰다.

연구진은 대장암과 복막 전이암이 유발된 생쥐에 이 소재를 처리해 진단과 치료 효과가 획기적으로 향상된 것을 확인했다.

연구진은 대장암, 복막 전이암이 유발된 생쥐에 내시경 기기를 이용하여 압타머-광응답제를 분사하고 세척 후 빛(레이저)을 조사했다.

그 결과 정상 조직이 아닌 암 조직에서만 광응답제에 의한 형광을 확인할 수 있었다.

또 빛을 조사한 암 조직을 분석하여 광응답제에 의한 조직 침투도와 이에 의한 치료 효과를 확인했다.

특히 압타머가 접합된 광응답제는 대조군에 비해 암 세포 사멸율이 약 250배 증진된 것을 확인했다.

▲나건 교수 ⓒ한국연구재단

나건 교수는 “내시경 및 복강경이 적용될 수 있는 거의 모든 암 질환의 진단 및 치료에 적용할 수 있다”며 “특히 말기 암 환자의 복막 전이를 쉽고 간편하게 검진할 수 있어 이들의 고통 완화와 삶의 질 향상에 이바지할 것”이라고 설명했다.

이 연구 성과는 지난 2월18일자 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)에 게재됐다.