국내 연구진이 약물을 담아 옮기는 나노 입자를 단백질 보호막으로 감싸 표적 세포까지 안전하고 효율적으로 전달하는 기술을 개발했다.

UNIST(울산과학기술원)은 1일 자연과학부 유자형·김채규 교수와 생명과학부 강세병 교수 공동 연구팀이 체내에서 안전하고 효율적으로 작동하는 ‘약물 전달체 플랫폼 기술과 물질’을 개발했다고 밝혔다. 연구 결과는 이날 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)’ 온라인 판에 발표됐다.

치료제를 담아 표적으로 삼은 세포에 전달하는 약물 전달체는 기존에도 많이 개발됐지만 체내에 존재하는 수백가지 단백질이 약물 전달체에 붙는 ‘단백질 코로나 현상’ 때문에 치료효율이 낮았다. 또 다른 장기에도 영향을 미쳐 독성을 유발하는 부작용도 있다.

연구진은 단백질 코로나 현상을 완화하기 위해 특수 단백질로 전달체에 보호막을 만들었다. 재조합 DNA를 이용해 매우 안정된 부분과 암세포에만 달라붙는 부분을 가진 재조합 단백질을 만든 뒤 약물을 전달하는 나노 입자 보호막으로 활용했다.

연구진은 이렇게 만들어진 ‘단백질 보호막을 가진 약물 전달체(PCSN)’가 실제 생체환경에서도 작동하는지 알아보기 위해 생체와 유사한 환경을 만들고 일정 시간 담가뒀다. 그리고 단백질 보호막이 외부 단백질을 효과적으로 막을 수 있는지 단백질학과 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석한 결과, 기존보다 10배 정도 효율이 높아진 것으로 나타났다

또한 단백질 보호막 약물 전달체가 오랜 시간 생체환경에 노출돼도 면역세포에 잡히지 않으면서 암세포를 사멸시킬 수 있었다는 게 연구진의 설명이다.

암세포를 가진 생쥐 실험에서도 기존 약물 전달체에 비해 암세포를 더 잘 공격하면서 생체 독성도 적었다.

유 교수는 “단백질로 단백질을 막는 일종의 이이제이 전략인데 이번에 개발한 물질과 기술이 여기에 해당한다”며 “이번에 밝혀진 연구결과는 암 치료는 물론 다양한 질병의 진단과 치료, 열-광학 치료 등 다양한 분야에 적용할 수 있다”고 말했다.

유 교수는 “향후 재조합 단백질의 설계를 다르게 하면서 다양한 역할을 수행할 플랫폼을 선보일 계획”이라며 “나노 치료제 분야의 오랜 염원인 ‘만능 플랫폼’에 새로운 방법으로 접근 가능할 것”이라고 강조했다.