펩타이드·금 결합 나노…암세포만 죽인다

국내연구팀, 신소재 개발…몸 밖으로도 쉽게 배출

▲암세포에만 결합하는 펩타이드와 금이 결합되된 나노신소재.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자]암세포에만 달라붙어 파괴하는 펩타이드·금 결합 나노신소재가 개발됐다. 입자가 작아 치료가 끝난 뒤에는 몸 밖으로 쉽게 배출되는 것으로 확인됐다. 암 치료법 중 광열치료가 있다. 금 나노입자가 근적외선 레이저를 흡수해 발생하는 열을 이용, 암 세포만을 죽이는 치료법을 말한다. 암세포에만 결합하는 나노신소재가 개발됨에 따라 광열치료의 효과와 안전성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

국내 연구팀이 단백질로 된 나노입자의 표면 위에 정상세포가 아닌 암세포에만 결합하는 펩타이드와 금이 결합돼 함께 존재하는 나노신소재를 개발했다. 펩타이드는 아미노산 50개 이하로 구성된 화합물이다. 아미노산은 단백질의 구성요소를 말한다.

암 부위에 금 나노입자를 전달한 후 레이저를 쬐는 광열치료법의 효과를 높이기 위해서는 체내 투과율이 높은 근적외선 레이저를 잘 흡수하고 광열효과가 뛰어난 직경 20nm 이상의 금 나노입자를 활용한 연구가 활발하다. 이 정도 크기의 금 나노입자는 체외 배출이 원활하지 않아 잠재적 위험성이 있다고 보고되고 있다. 암 부위로의 정확한 전달이 어려워 의료현장에서 적극 활용이 어려운 실정이다.

연구팀은 단백질 나노입자 표면에 암세포에 달라붙는 펩타이드와 직경 3nm 이하 초미세 금 나노닷이 동시에 결합돼 존재하는 단백질-금 복합 나노신소재를 개발했다. 이번에 만든 나노신소재는 정상세포가 아닌 암세포에만 결합하고 자발적 단백질 변성을 통해 해체돼 몸 밖으로 쉽게 배출된다. 효율적이고 안전하다는 것이다.

이 나노신소재를 생쥐의 정맥에 주사한 결과 다른 금 나노입자에 비해 암 발병부위로의 전달이 훨씬 효과적으로 이뤄졌다. 실제 인간 유방암 세포로 종양을 유도한 생쥐에 개발된 나노신소재를 이용, 근적외선 광열 치료를 했더니 암세포가 죽는 것을 확인했다. 또 3주 동안 생쥐의 장기와 조직을 살펴본 결과 금 나노닷이 남아 있지 않다는 것도 볼 수 있었다.

이번 연구는 고려대 이지원 교수와 한국과학기술연구원 김광명 박사가 주도했다. 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업(도약)과 선도연구센터지원사업의 지원으로 이뤄졌다. 첨단재료 분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스지(Advanced Materials) 7월 8일자(논문명:Proteinticle/Gold Core/Shell Nanoparticles for Targeted Cancer Therapy without Nanotoxicity)에 실렸다.

이 교수는 "이번에 개발된 단백질-금 복합 나노신소재로 암 발병 부위로 선택적 전달 효능을 향상시켜 광열치료 효과를 극대화한다"며 "기존 금 나노입자의 체내 축적으로 일어났던 장기·조직 문제를 해결할 수 있는 실마리가 될 것"이라고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr