항암치료에서 어려운 점은 정상 세포가 아닌 암세포에만 항암제 효과를 낼 수 있는지다. 강한 항암제가 정상 세포에 부작용을 가져올 수 있기 때문이다.
 

원하는 세포에만 선택적으로 항암제를 전달해야 항암 치료 효과를 극대화할 수 있다.
 

IBS 복잡계 자기조립 연구단 연구진은 호박 모양 분자인 쿠커비투릴 유도체가 수용액 상에서 작은 주머니 형태의 소포체를 스스로 형성하는 성질에 주목했다.

쿠커비투릴 유도체는 수용액 상태에서 작은 주머니 형태의 소포체를 형성하도록 고안됐다. 연구진은 소포체 내부의 빈 공간에 항암제를 넣어 항암제 전달체로 만들었다. 나노 소포체는 쿠커비투릴 유도체의 광민감성 영향으로 이광자 레이저를 쏠 경우 해체된다. 연구진은 내부에 있던 항암제가 세포 안으로 방출돼 암세포가 사멸함을 확인했다. [IBS 제공=연합뉴스]

항암제를 담는 소포체 형성에 쓰인 쿠커비투릴 유도체는 빛에 민감한 성질을 갖고 있다.

원적외선 레이저를 쏘면 항암제 방출을 유도할 수 있다는 뜻이다.

연구진은 독소루비신(항생제 일종)을 담는 나노 소포체 수용액을 암세포에 처리하면 세포가 이들을 흡수한다는 것을 확인했다.

쿠커비투릴 유도체의 모습 [IBS 제공=연합뉴스]

암세포에 원적외선 레이저를 쐈더니 세포로 흡수된 나노 소포체는 이에 반응해 해체되고, 내부에 있던 항생제를 방출했다. 이렇게 방출된 항생제는 세포핵까지 침투해 결국 암세포 사멸로 이어졌다.
 

나노 소포체에 사용한 원적외선은 2개의 광자가 하나의 광자처럼 기능하는 이광자 레이저다.
 

가시광선 레이저보다 생체 조직 투과력이 높으면서 일반 단백질에 대한 변성률이 낮아 부작용이 적다고 연구진은 설명했다.

레이저 조사에 따른 나노소포체 항암제 방출 촬영 이미지 [IBS 제공=연합뉴스]

나아가 원적외선 레이저 조사 시간과 강도에 따라 암세포 사멸 정도는 달라졌다고 연구진은 전했다.
 

레이저를 더 긴 시간 동안 강한 세기로 쏠수록 암세포가 사멸하는 속도는 빨라졌다.
 

박경민 IBS 복잡계 자기조립 연구단 연구위원은 "광민감성 쿠커비투릴 유도체는 앞으로 화학 항암제를 적용하는 암 치료 발전에 기여할 것"이라며 "연구를 통해 개발한 나노 소포체는 항암제를 선택적으로 적용할 수 있는 만큼 항암치료 효과를 극대화하는 나노 재료로 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.
 

연구 결과는 지난달 29일 독일 응용화학회지 온라인판에 실렸다.

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연합뉴스 기자 (walden@yna.co.kr) 기자의 다른기사보기