[로이슈 전여송 기자] 고려대학교 구로병원 심장혈관흉부외과 김현구 교수와 KAIST 바이오및뇌공학과 박지호 교수 공동 연구팀이 항암제를 폐에 직접 전달하는 흡입형 나노치료제를 개발했다고 밝혔다.

이번 연구는 폐 계면활성제를 활용해 항암제를 폐에 전달하고 폐암세포와 종양 성장에 관여하는 면역세포를 함께 표적으로 삼는 방식으로 진행됐다.

흡입형 항암치료는 약물을 폐에 직접 전달할 수 있지만 흡입 가능한 형태로 만드는 과정에서 입자가 불안정해지거나 폐에 도달한 뒤 면역세포에 의해 제거될 수 있다는 한계가 있다.

연구팀은 폐에 존재하는 폐 계면활성제를 이용해 나노입자를 만들고 내부에 항암제 파클리탁셀을 넣었다. 표면에는 엽산수용체를 표적으로 삼기 위해 페메트렉시드를 결합했다. 연구에서 페메트렉시드는 주로 항암제가 아닌 엽산수용체를 발현하는 폐암세포와 특정 종양연관 대식세포를 표적하는 물질로 활용됐다.

세포실험 결과 나노치료제는 폐암세포에 흡수돼 암세포 생존율을 낮췄다. 암의 성장과 면역 회피에 관여하는 M2형 대식세포에도 전달됐다.

치료 후에는 M2형 대식세포의 특성이 감소하고 암에 대항하는 면역반응에 관여하는 M1형 대식세포와 유사한 특성이 증가하는 변화도 관찰됐다.

연구팀은 폐암 생쥐를 항암제 무투여 대조군, 일반 파클리탁셀 투여군, PLGA 나노입자 투여군, 개발한 나노치료제 투여군으로 나눠 종양 변화와 약물의 체내 분포 등을 분석했다.

그 결과 개발한 나노입자는 폐에서 최대 48시간 관찰됐으며 다른 장기로의 분포는 상대적으로 적었다. 3주간 치료한 결과 일반 파클리탁셀과 PLGA 나노입자 투여군보다 종양 성장이 억제된 것으로 나타났다.

관찰 기간 중 사망한 개체는 대조군이 8마리 중 5마리, 일반 파클리탁셀 투여군이 8마리 중 4마리, PLGA 나노입자 투여군이 8마리 중 3마리였다. 개발한 나노치료제 투여군에서는 8마리 중 1마리가 사망했다.

간과 심장, 신장 등 주요 장기 및 혈액검사에서는 연구팀이 뚜렷한 전신 독성을 확인하지 못했다고 설명했다.

김현구 고려대학교 구로병원 심장혈관흉부외과 교수는 “이번 연구는 폐의 생리적 환경을 활용한 흡입형 플랫폼을 통해 폐암세포와 종양 면역미세환경을 동시에 공략할 수 있다는 가능성을 전임상 단계에서 확인했다는 데 의미가 있다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘Journal of Nanobiotechnology’에 게재됐다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr