광역학치료는 빛(光)에 화학적 반응을 일으키는 광감작제를 암부위에 주입해 빛으로 종양만 특이적으로 괴사시키는 치료법이다. 하지만 기존의 광감작제는 태양광에도 반응해 부작용을 일으키므로 시술 후 몇 주간 태양광을 보지 말아야하는 불편함이 있었다./사진제공=미래창조과학부
스마트 광감작제는 생체적합성이 뛰어나고 온도감응성을 갖는 고분자 다당류 물질과 기존의 단분자 광감작제를 화학적으로 접합하여 개발했다. 개발된 스마트 광역학 치료제는 기존의 단분자 광감작제와 달리 온열치료와 동시에 처리하였을 때만 활성화 되므로 태양광 부작용 없이 보다 효과적으로 암치료를 가능하게 한다./사진제공=미래창조과학부
나건 가톨릭대학교 생명공학과 교수/사진제공=미래창조과학부피부암, 췌장암, 자궁경부암 등 고형암의 치료법인 ‘광역학치료’는 화학물질(광감작제)을 정맥주사로 몸에 투여해 암세포를 사멸시키는 방법이다. 특정 파장의 빛을 받으면 활성산소를 발생시켜 항암효과를 보이는 광감작제의 특성을 활용, 내시경으로 암 조직에 특정 파장의 빛을 쏘아 암세포만 사멸시키는 것이다.
하지만 이 물질은 태양광에도 반응해 활성화되기 때문에, 광역학 치료 시 환자는 한 달 정도 빛이 차단된 암실에서 생활해야 하는 불편함이 따랐다. 특히 암 조직이 아닌 정상 조직에 잔존한 광감작제가 직사광선에 의해 활성화되면, 붓기와 통증이 발생하고 피부와 눈에 손상을 일으키는 등의 부작용도 발생했다.
미래창조과학부는 태양광 등의 부작용에 의해 생기는 불편함을 개선하고 항암 치료 효과를 증대시킬 수 있는 ‘온도감응 스마트 광감작제’가 국내 연구진에 의해 개발됐다고 7일 밝혔다.
나건 가톨릭대학교 교수 연구팀과 김동현 미국 노스웨스턴의과대학교 교수는 생체적합성이 뛰어나고 온도 감응이 가능해 의약품 원료로 사용되는 고분자 다당류 물질인 하이드록실프로필 셀루로오스를 기존의 단분자로 이뤄진 광감작제와 접합했다. 이렇게 개발된 온도감응성 스마트 광감작제는 체내 정상 온도인 37℃에서는 빛을 받아도 활성화되지 않았으나, 온열항암치료 시 온도인 45℃에서는 활성화가 돼 항암 치료 효과를 나타냈다.
이번에 개발된 온도감응 스마트 광감작제는 태양광에 노출이 돼도 적정 온도 조건(45도)에 부합하지 않으면 활성이 되지 않아 부작용 발생 염려가 적다. 즉 적정 온도 조건을 온열항암치료를 통해 갖추도록 하는 것인데, 이로 인해 두 가지 치료 요법이 병행 가능하게 되는 것이다.
나건 교수는“이번 성과는 기존의 광역학 항암치료에 새로운 광감작제로 쓰일 수 있는 것뿐만 아니라, 바이오 온도 센서 개발에도 적용할 수 있는 기반기술로서 의미가 있다”며 “다양한 과학기술의 교류를 통한 한·미 국가 간 다학제적 공동연구 성공사례로서도 큰 의의를 갖는다”고 설명했다. 이번 연구는 미래부의 기초연구사업(집단연구) 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 화학 분야의 국제 저널인 미국 화학회지(Journal of The American Chemical Society)에 8월 18일자에 온라인으로 게재됐다.
