암물질을 유방암세포에 근접시킨 후 레이저를 조사할 때 사멸효과를 높이는 방법이 개발됐다.
연세대 의과대학 남기택ㆍ유성숙 교수(의생명과학부)팀과 이화여대 자연과학대학 윤주영 교수(화학나노전공)팀은 암을 효과적으로 치료하는 항암 나노 약물전달체를 개발했다고 미국화학회 나노(ACS Nano) 저널에 발표했다.
수술이 어렵거나 수술 후 남아있는 암세포를 제거하기 위해 활성산소를 발생시켜 암세포 DNA를 파괴해 없애는 방사선치료를 받는다.
하지만 암세포는 필요한 영양과 산소를 얻기 위해 스스로 혈관(신생혈관)을 만들고 이를 주변 정상혈관에 연결시켜 얻는다. 특히 혈관에서 먼 암세포는 영양분과 산소가 부족한 저산소를 유지한다.
특히 이들 저산소 상태의 암세포는 정상 세포보다 방사선 조사에 견디는 저항력이 정상세포의 약 100배나 높은데다 세포 내 항암약물을 침투시키기도 어려운 '강한 맷집'을 갖고 있는 만큼 완전 제거가 필요하다.
연구팀은 첨단 '초분자 나노구조' 기술로 광민감제인 '아연 프탈로시아닌(Zinc(II) phthalocyanine)유도체 Pcs와 항암물질 미톡산드론(MA)을 합쳐 Pcs-MA을 만들었다.
연구팀은 대상 동물을 Pcs 단독투여군, MA단독투여군 그리고 Pcs+MA 합성물질 투여군으로 나누고 암부위에 레이저를 1회 조사하고 20일 후의 암세포 크기를 측정했다.
그 결과, Pcs와 MA 단독 투여군에서는 암세포가 약 400%가 증가한 반면 Pcs+MA 합성물질 투여군에서는 80% 이상 축소됐다. 연구팀은 "Pcs가 레이저에 의해 활성되면서 발생하는 활성산소와 항암물질MA에 의한 2중 항암 효과가 암세포 사멸효과를 기대 이상으로 가져왔다"고 설명했다.
아울러 암세포의 저산소 상태의 지표인 HIF1-알파가 줄어들어 세포내 산소수치가 높아져 Pcs 활성이 더 활발해 진다는 사실도 확인됐다.
특히 기존 광역학 치료의 단점이었던 정상조직의 손상이 거의 없는데다 수일 동안 광역학치료제가 체내에 남아 내부 장기에 독성을 나타내는 경우도 없어 안전성이 입증됐다.
남기택 교수는 이번 연구의 의의에 대해 "치료가 어려운 저산소상태의 암세포를 제거하는 유용한 치료법, 그리고 수술이나 방사선치료가 어려운 환자를 위한 대안을 제시한 것"이라고 밝혔다.