암 진단과 치료 한번에 가능한 '나노바이오 소재' 개발

생명연구원, 경희대와 공동연구로 '테라그노시스 나노바이오 융합 소재' 개발

암세포 정밀진단과 광열치료 모두 가능, 국제학술지 게재

[대전=뉴시스] 테라그노시스 나노바이오 소재의 암 치료 효과. 동물모델에 유방암 세포를 이식하고 자연상태(PBS), 근적외선(PBS+NIR), 나노바이오 진단 소재(MnCO3-FPNPs), 테라그노시스 나노바이오 소재(MnCO3-FPNPs+NIR)에 각 노출시켜 14일 뒤 확인 결과, 테라그노시스 나노바이오 소재에 노출된 모델의 암세포가 확연히 감소됐다. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국생명공학연구원은 바이오나노연구센터 이창수 박사팀과 경희대학교 이상천 교수팀이 암세포 정밀진단과 광열치료가 동시에 가능한 나노바이오 융합소재를 개발했다고 27일 밝혔다.

암 진단에는 내시경 검사나 영상진단 검사 후 조직검사를 시행하는 방법이 일반적이지만 복잡하고 적지 않은 시간이 소요되며 암 치료 역시 수술요법, 항암 화학요법, 방사선 치료요법 등이 사용되고 있으나 치료법이 복잡하고 부작용이 생길 가능성이 커 치료효과 최대화 및 부작용 최소화가 꼭 필요하다.

이로 최근 분자영상과 나노의약 기술이 발전하면서 질병진단과 함께 치료를 동시에 가능케 하는 테라그노시스(theragnosis) 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

또 몸속 세포 안에서 일어나는 현상을 영상화하는 바이오이미징 기술로 질병탐지와 빛 에너지가 열에너지로 변환되는 광열효과(Photothermal effect)로 치료가 동시에 가능한 나노바이오 융합소재도 속속 개발되고 있다.

테라그노시스(Theragnosis)는 치료(therapy)와 진단(diagnosis)이 합해진 신조어로 난치성 질환을 조기에 정밀하게 진단하고 효과적인 치료를 동시에 수행하는 진단·치료기술로 다학제간 융복합 연구가 필수적이다.

이번에 연구팀이 개발한 소재는 암세포를 발견하면 형광신호와 자기신호를 통해 정밀진단을 할 수 있고 근적외선 파장의 빛을 통해 광열치료까지도 모두 가능한 테라그노시스 나노 복합체다.

이를 위해 연구팀은 체내 신경전달물질인 도파민을 기반으로 형광물질을 만들고 여기에 망간염을 결합해 자기적 성질을 갖도록 했다.

연구팀은 "체내 투입된 소재가 암과 같은 산성화된 환경과 만나면 형광 이미지와 MR(magnetic resonance·자기공명) 이미지를 동시에 나타나게 해 더 정밀한 진단이 가능하다"고 설명했다.

이렇게 발견한 암세포 부위에 근적외선을 쪼이면 빛 에너지를 받은 나노 복합체가 열에너지를 방출하며 고형암을 태우고 암세포의 성장을 억제하거나 사멸까지 유도한다.

연구팀은 마우스 모델을 이용한 실험에서 암세포의 발견과 치료효과를 확인, 나노의약 소재로 활용 가능성을 높였다.

이번 연구는 진단 및 치료 나노바이오 융합 소재 분야 국제 저널인 'Theranostics'(IF 11.6) 온라인판에 9월 21일자로 실렸다.(논문명:MnCO3-mineralized polydopamine nanoparticles as an activatable theranostic agent for dual-modality imaging-guided photothermal therapy of cancers/교신저자:생명연 이창수 박사·경희대 이상천 교수/제1저자:이경관 박사과정생)

연구책임자인 이창수 박사는 "암 진단과 치료를 동시에 수행해 영상진단과 정밀치료에 드는 비용과 시간을 획기적으로 낮출 수 있는 소재를 개발했다"면서 "다양한 종류의 암에 대응하고 인체 적용 가능성을 높이기 위해 후속연구를 수행할 예정이다"고 말했다.


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