16일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면 김유천 생명화학공학과 교수 연구팀이 근적외선 형광물질 기반 광역학 치료제(PhotoDynamic Therapy·PDT)를 개발했다. PDT는 약물이나 유전자가 아닌 빛을 이용하는 치료법이다. 레이저를 특정 부위에 쬐고 산소를 독성이 있는 활성산소로 변화시켜 세포 자가 사멸을 유도하는 기술이다. 이 기술은 피부병 치료 등 일상에 많이 활용된다.
기존 PDT 치료에 사용하는 조영제의 경우 낮은 효율을 가질 때 오히려 암세포 유전변형이 생겨 치료효과 감소 등 부작용이 나올 수 있다. 때문에 치료효과를 높이려면 원하는 위치에 많은 물질을 전달하는 것이 중요하며, 세포 소기관인 미토콘드리아에 치료효과를 집중하는 연구가 진행 중이다.
암세포는 일반 세포와 비교했을 때 미토콘드리아 막의 전위 차이가 높아 양전하 소수성 물질이 더 잘 투입되는 특성이 있다. 연구팀은 PDT 조영제 효과를 극대화하기 위해 트리페닐포스포늄, 브롬화물, 아민 그룹으로 구성된 물질을 개발했다. 이 기술을 종양이 이식된 실험 쥐에 주입한 후 종양 부위에 빛을 조사해 항암효과를 유도했다.
분석 결과 효과적으로 표적 치료가 이뤄지는 것을 확인했다는 게 연구팀의 설명이다.
이 물질은 근적외선 영역에서 흡광·발광을 통한 662㎚(나노미터) 영역 레이저를 사용한다. 이를 통해 기존보다 투과성을 높였다. 일반적인 가시 광역 조영제보다 100배 이상 우수한 감도도 구현했다고 연구팀은 설명했다.
연구를 주도한 노일구 박사과정(논문 1저자)은 “레이저를 조사했을 때 원하는 부분에만 부작용 없이 효과적인 치료가 가능하다는 장점이 있다”며 “치료 후 독성 없이 분해되는 것도 특징”이라고 말했다. 김유천 교수는 “기존 이용되는 진단과 치료제를 한 단계 더 발전시킨 새로운 플랫폼 개발로 부작용을 최소화하고 다양한 질병을 치료하는 데 유용하게 사용될 것”이라고 밝혔다.
바이오및뇌공학과 박지호 교수 연구팀이 공동으로 참여한 연구 논문은 어드밴스드 사이언스(Advanced Science) 3월 25일자 표지에 실렸다.
조재근 기자 jack333@cctoday.co.kr