암 동물모델서 표적 성능과 치료효능 적용 가능함을 세계 최초로 제시
암뿐만 아니라 다른 질병에도 확장할 수 있을 것
(내외방송=정지원 기자) 인공탄수화물을 통해 개발한 입자가 개발돼 암이나 다른 질병 등 치료에 효과적으로 활용될 수 있을 전망이다.
KAIST는 12일 '내외방송'에 보낸 자료를 통해 "전상용 생명과학과 교수와 이희승 화학과 교수 공동 연구팀이 인공탄수화물 라이브러리(모음집) 플랫폼을 이용해 항암치료용 나노의약 개발에 성공했다"고 밝혔다.
암세포는 종류에 따라 글라이코칼릭스가 여러 가지 당에 결합력을 가진다.
글라이코칼릭스는 세포막을 둘러싸고 있는 다양한 형태의 당사슬 집합체를 말한다.
당사슬은 살아있는 모든 세포의 표면에 두드러지게 발현되며 세포 신호와 분자 인식, 면역과 같은 수많은 과정에 참여한다.
종양세포의 경우 비정상적인 당사슬 패턴이 암 종류마다 다르게 세포 포면에서 검출되고 있으며 이 당사슬 층은 암세포의 전이나 증식에 중요한 역할을 한다.
연구팀은 이를 활용해 자연에서 가장 많이 존재하는 5가지 당(글루코스, 갈락토스, 만노스, 글루코사민, 갈락토사민)을 조합해 31가지 인공탄수화물 후보군들을 합성한 후 30nm(나노미터) 크기의 '인공탄수화물 기반 나노입자 라이브러리'를 구축했다.
이후 이 라이브러리 스크리닝(특정한 성질을 갖고 있는 것을 찾아내는 일)을 통해 표적하고자 하는 암세포에 결합하는 나노입자 후보군을 선별했다.
이렇게 선별된 후보군을 암 동물모델에서 표적 성능 및 치료 효능을 평가함으로써 항암치료용 나노의약 개발에 적용할 수 있다는 것이 세계 최초로 제시 및 구현됐다.
더 나아가 암의 표적 성능이 뛰어난 인공탄수화물 나노입자에 항암제를 탑재해 목표 종양을 광열치료나 화학요법을 통해 효과적으로 치료할 수 있다는 것을 보여준 것이다.
전상용 교수는 "이번에 개발한 인공탄수화물 기반 나노입자 플랫폼은 암을 표적하는 나노의약 개발에 적용했지만, 암이 아닌 다른 질병이나 특정 장기 표적형 나노의약 개발에도 확장할 수 있다"고 말했다.
이 연구는 한국연구재단의 리더연구사업 및 선도연구센터사업의 지원을 받아 수행됐다.
황창희 생명과학과, 홍정우 화학과 박사과정이 공동 제1저자로 참여한 이 연구는 재료공학 분야 학술지인 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 지난달 20일 온라인에 표지 논문으로 선정됐다(논문명: Systematic Screening and Therapeutic Evaluation of Glyconanoparticles with Differential Cancer Affinities for Targeted Cancer Therapy).
