한국공대, 세계 최초 '나노기포' 이용 암치료 기술 개발

초음파 반응 나노기포, 암세포 핵까지 파괴·전이암 치료

유동길 한국공대·엄우람 부경대·박재형 성대 교수 공동

[시흥=뉴시스] 나노기포를 이용한 새로운 기계적 사멸법과 이를 기반으로 한 암 치료법의 모식도. (사진=한국공대 제공). 2024.10.11. [email protected]. *재판매 및 DB 금지

[시흥=뉴시스] 박석희 기자 = 경기 시흥시 한국공학대학교는 유동길 생명화학공학과 교수팀이 암 면역치료의 효능을 획기적으로 높일 수 있는 새로운 종류의 기계적 세포 사멸법(caviptosis)을 세계 최초로 개발하는 데 성공했다고 11일 밝혔다.

이날 한국공대에 따르면 엄우람 국립부경대학교 교수와 박재형 성균관대학교 교수가 공동으로 참여한 가운데 개발된 이번 성과는 기존 암 치료 중 면역치료 효능을 획기적으로 높일 수 있다.

이와 함께 백혈구 세포 중 하나로 알레르기 반응과 기생충 감염 시 증가하는 호산구(eosinophils)의 새로운 항암 역할을 규명하고, 나노 크기의 기포를 이용해 초음파로 세포를 파열시킨다고 설명했다.

여기에 초음파에 반응하는 나노 기포인 나노 파열제를 활용해 암세포의 핵을 파열시키고, 그 안에 있는 IL-33(인터류킨-33)을 세포 밖으로 방출하는 등 호산구를 자극해 종양 내로 면역세포를 유도·치료한다고 강조했다.

특히 나노 파열제가 암세포 내부의 핵까지 파열시키며 자연 상태에서는 거의 방출되지 않는 핵 속 IL-33을 세포 외부로 방출하고, IL-33이 호산구를 자극해 종양 내로 면역세포를 불러드리는 항암 효과를 규명했다.

연구팀이 실제로 폐 전이암 쥐 실험에서 초음파에 반응하는 나노 기포인 나노 파열제의 치료 효능을 검증한 결과, 기존 면역관문억제제(immune checkpoint inhibitor)의 항암치료 효능이 비약적으로 향상되는 것을 확인할 수 있었다고 했다.

면역관문억제제는 티(T)세포와 같은 면역세포나 혹은 몇몇 암세포가 면역체계의 공격을 피하고자 만들어 내는 면역 관문 단백질을 차단하는 약제로, 단백질들이 차단되면, 면역체계가 활성화돼 암세포를 더 잘 죽인다.

최근 다른 연구에서 종양 미세환경의 세포 독성 T세포와 같은 면역세포 수가 부족할 경우 면역관문억제제의 치료 효과가 크게 줄어든다고 밝혀졌음에도 종양 부위로 외부 면역세포를 끌어들이는 기술은 제한적인 실정이다.

이번 연구팀의 치료 기술은 이러한 필요를 충족시켜 줌으로써 암 면역치료의 효능을 극대화하고, 더 많은 환자에게 혜택을 제공할 수 있는 의학과 생물학 분야에 크게 기여한 것으로 평가됐다.

유 교수는 “기존 암 면역치료는 전혀 효과가 없는 환자군이 존재하는 등 적용 범위에 한계가 있다"며 "이번 성과는 암 면역치료의 효능을 획기적으로 개선하고, 치료가 어려운 전이성 암을 치료할 가능성을 크게 높였다"고 강조했다.

한편, 이번 연구는 미국의 클래리베이트 애널리틱스(Clarivate Analytics)에서 제공하는 저널 평가 학술 데이터베이스 SCIE(과학 인용색인 확장판) 급 국제학술지인 ‘Advanced Functional Materials’의 지난 9월20일 자 온라인판에 게재됐다.


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