최근 드론기술이 발달하면서 작은 폭탄을 실은 드론이 시민 사이에 숨은 적군만 식별해 제거하는 내용을 담은 공상과학 애니메이션이 소개되기도 했다. 국립암센터 연구팀이 이와 같은 나노드론처럼 암세포와 암혈관세포만 선택적으로 죽이는 데 탁월한 항암 신소재를 개발해 화제다.

국립암센터(원장 이은숙) 이행성연구부 최용두(사진) 박사팀은 광역학 치료에 효과적인 광감각제를 이황화 연결자를 이용해 해조류에 들어있는 성분인 후코이단에 결합하고 이를 나노 크기의 젤로 합성했다.

광감각제를 탑재한 후코이단 나노젤은 마치 폭탄을 실은 나노드론처럼 혈관을 타고 이동하다가 암세포와 암혈관세포 표면에 존재하는 단백질과 강하게 결합하면서 세포 내로 들어간다. 이어 이황화 결합이 끊어지면서 광감각제는 근적외선 형광 신호를 발생시켜 암의 위치와 경계를 실시간으로 식별하게 해준다.

이때 암조직에 빛을 쪼여주면 광감각제들이 반응성 산소를 연쇄적으로 생산해 암세포와 암혈관세포만 선택적으로 죽인다. 반면, 나노젤이 들어가지 않은 정상세포나 혈관은 전혀 손상을 입지 않았다.

뿐만 아니라 연구팀은 후코이단 나노젤이 그 자체로 암세포에 선택적 세포 독성을 띄어 암세포를 죽이고, 암세포에 영양분을 공급하는 혈관 생성을 방해함을 발견했다.

연구팀은 이러한 복합적인 항암작용으로 동물실험 결과 광역학 치료 3일 후 마우스의 모든 암 조직이 완전히 사라지고 혈액검사 및 조직검사 분석 결과, 정상조직에 대한 부작용도 없음을 확인했다.

연구책임자인 최용두 박사는 “후코이단 나노젤은 암의 진단과 치료에 뛰어난 새로운 표적치료 물질이 될 것”으로 기대했다.

한편, 이번 연구결과는 해양수산생명공학 기술개발 사업의 지원으로 수행됐으며, 재료 분야 세계적 권위지인 Nano-Micro Letters 2월호에 온라인 게재됐다. 연구팀은 후코이단 나노젤을 국내 및 해외 특허 출원하고, ㈜바이오엑츠에 기술이전했다.

※ [용어 설명]
1. 광역학치료: 광감각제를 암환자가 복용한 후 광감각제가 종양에 충분히 축적되면 일정 파장의 빛을 쪼여 암세포를 파괴하는 항암치료법
2. 후코이단: 끈적끈적한 점질 구조의 황산염화한 다당류로 고미역, 다시마 등 갈조류에 들어있는 성분

※ [그림 및 사진 설명]

1. 후코이단 나노젤이 암세포와 암혈관 세포 내에서만 강한 형광신호를 발생하고, 암조직에 대한 선택적 항암 효과를 나타내는 그림