한국연구재단(이사장 노정혜)은 이화여대의 윤주영, 최선 교수와 연세대의 남기택 교수 연구팀이 기존의 복잡한 나노시스템을 벗어나 단일 분자만으로 광역학 암 치료와 이미징이 가능한 '테라노스틱스 시스템'을 개발했다고 21일 밝혔다. 

테라노스틱스는 치료(therapy)와 진단(diagnostics)이 동시에 이루어진다는 뜻의 합성어다. 암 부위를 표적으로 하는 물질을 이용해 암을 진단하는 동시에 병변 부위에만 치료제를 전달할 수 있는 맞춤의학의 일환이다.

최근까지 암의 진단과 치료를 동시에 하기 위해 특정 단백질 인식, 소수성 리간드 결합 등을 이용한 방법이 보고돼 왔다. 하지만 대부분의 방법들은 많은 구성요소가 필요하고 제조 단계가 복잡하다는 한계가 있었다.

연구팀은 표적 인식, 치료 효능, 형광 이미징 등 다양한 기능을 동시에 해내는 단일 분자 형태의 치료제를 개발했다. 이에 따라, 기존 시스템의 단점을 극복하고, 우수한 종양 표적화 능력과 광역학 치료 효과를 입증했다.

개발된 치료제는 광역학 치료 효능을 가진 프탈로사이아닌 유도체를 기반으로 한다. 프탈로사이아닌 유도체는 알부민 단백질과 결합해 치료제를 종양 조직에만 선택적으로 전달한다. 그 다음 레이저가 조사되면 활성산소 종을 생성해 종양을 치료한다. 이 물질은 형광 이미징이 가능해 치료제를 추적, 모니터링할 수 있다.

연구팀은 간암과 자궁암 유발 생쥐에게 개발된 치료제 주입하는 실험을 했다. 레이저 조사 결과, 6주 이후 암 치료효과가 나타났고, 20주까지 효과가 지속되는 반응을 보였다.

연구 참여자들은 "광역학 치료제가 생체 내 존재하는 혈청 알부민 단백질과 결합해 선택적으로 종양에 전달되는 직접적인 연구결과"라며 "향후 투여된 나노물질의 체내 장기 전달 효율을 높여 치료효과를 증가시키는 연구를 지속할 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(리더연구, 선도연구센터), 바이오·의료기술개발사업사업의 지원으로 수행됐다. 국제학술지 '미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)' 지난달 20일자에 게재됐다.