금 나노막대를 이용한 ‘대장균 모방 광열·면역 복합 암 치료제’ 개발

선택적 암 치료 통해 전이 및 재발 차단하는 신개념 치료 방법 제시

나노과학 분야 세계 최고 권위 학술지 <ACS Nano> 게재

[2022-5-26]

 

  영남대학교 의생명공학과 진준오 교수 연구팀이 대장균을 모방한 새로운 형태의 암 치료제를 개발했다. 특히 영남대 연구팀은 원발성 암 치료를 통해 암의 전이와 재발까지 차단할 수 있는 새로운 개념의 치료 방법을 제시해 학계로부터 주목받고 있다.

  암 환자의 90% 이상이 재발과 전이로 인해 사망한다. 수술이나 화학적 치료, 광열 치료와 같은 국소 치료가 암 치료에 사용되고 있지만, 치료 후 숨어 있던 암세포가 수개월 혹은 수년 후 종양으로 재발되거나 혈관을 통해 전이되면서 다른 조직에서 암을 유발하는 경우가 빈번이 일어나고 있다. 

  이에 대한 대안으로 우리 몸 면역 세포의 활성을 이용하여 암세포의 사멸을 유도하는 방법인 ‘면역 암 치료’가 최근 큰 주목을 받고 있다. 면역 암 치료는 암 항원에 대한 특이적인 면역 활성을 유도하여 부작용 없이 암세포만을 선택적으로 사멸시킬 수 있는 암 치료법이다.

  영남대 연구팀은 광열치료에 사용되는 금 나노막대에 면역 활성 능력을 가진 대장균의 부착 단백질인 ‘FimH’를 코팅하여 ‘대장균 유사 금 나노막대(E. coli mimetic gold nanorod, ECA)’를 제조했다. 연구팀은 ‘ECA’를 종양 부위에 투여하고 레이저로 조사해주는 방법으로 종양 세포만을 선택적으로 사멸시켰다. 이때 암세포의 사멸 과정에서 방출된 암 항원과 ECA에서 방출된 면역 활성제인 FimH에 의해 암 항원 특이적 면역 활성을 유도하였고, 그 효과로 전이와 재발 암의 성장을 완벽하게 차단하는 것을 확인했다.

  연구팀은 “면역 암 치료의 한계를 극복하기 위하여 암 항원과 면역 증강제를 이용한 항원 특이적 면역 활성을 유도하는 것에 주안점을 두었다. 특히, 암의 다양성으로 인해 효과적인 항원을 발견하기 어렵다는 것을 극복하기 위하여 원발 암을 광열치료하여 암세포 자체에서 항원 발현을 유발하였으며, 이와 동시에 면역 증강제가 분비될 수 있는 구조체를 디자인했다”고 연구 성과를 밝혔다.

  진준오 교수는 “이번 연구에서 대장균 모방 금 나노막대로 광열 치료를 위한 광열제와 체내 면역 세포를 활성 할 수 있는 면역 활성제를 동시에 포함하고 있는 광열면역치료제를 개발했다. 이 광열면역치료제는 흑색종이나 유방암과 같이 광열치료가 가능한 암에 적용하여 원발성 암 치료를 통해 암의 전이나 재발을 완벽히 차단할 수 있을 것”이라고 기대하며 “여러 암종에 다방면으로 사용할 수 있는 암 항원 함유 광열면역치료제를 개발하여 원발성 암의 치료와 동시에 전이 암 및 재발 암을 예방할 수 있는 나노 물질을 개발해 나갈 것”이라고 후속연구 계획을 밝혔다.

  이번 연구는 영남대 대학원 의생명공학과 황주영(박사수료) 연구원이 제1저자, 진준오 교수가 교신저자로 참여하였으며 한국연구재단 우수신진연구자사업 지원으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 나노과학 분야의 세계적 학술지 <ACS 나노>(ACS Nano, 영향력지수(IF) 15.880)’ 온라인판에 지난 4월 25일 게재됐다.