[광주=뉴시스]이창우 기자 = 광주과학기술원(GIST) 연구진이 암세포의 영양 공급을 차단한 뒤 활성산소로 추가 공격하는 차세대 나노 항암 기술을 개발했다.

종양 조직에서만 선택적으로 작동하도록 설계해 정상 조직 손상을 줄일 수 있는 정밀 항암 전략으로 주목된다.

27일 GIST에 따르면 대학 신소재공학과 권인찬·태기융 교수 공동연구팀이 암 조직에서만 활성화되는 '이중 효소 기반 항암 시스템(RDC/DAO@NC)' 개발에 성공했다.

이 기술은 암세포 성장에 필수적인 영양소인 아르기닌을 제거해 암세포를 굶긴 뒤 활성산소를 발생시켜 세포 사멸까지 유도하는 방식이다.

종양의 약산성 환경에서만 효소가 활성화되도록 설계해 정상세포 손상을 최소화한 것이 특징이다.

연구팀은 아르기닌을 분해하는 효소(RDC)와 활성산소 생성을 유도하는 효소(DAO)를 하나의 나노 운반체에 탑재해 연쇄 반응 구조를 구현했다.

기존 표적 항암 치료가 약물을 종양까지 전달하는 데 초점이 맞춰졌다면 이번 기술은 치료 효소 자체가 종양 환경에서만 작동하도록 설계했다는 점에서 차별화된다.

특히 암세포 대사를 차단하는 ‘굶기기 치료’와 활성산소 기반 세포 사멸을 동시에 구현해 기존 아르기닌 고갈형 치료의 한계를 보완했다는 평가다.

실제 세포 실험 결과, 두 효소를 나노 운반체에 함께 탑재한 처리군은 연쇄 반응 속도가 최대 5.1배 증가하며 가장 강한 항암 효과를 보였다.

동물실험에서도 3일 간격 총 4회 정맥 투여한 결과 종양 내 효소 축적량이 최대 4.6배 증가했고 아르기닌 농도는 약 80% 감소했다.

종양 크기와 무게 역시 유의미하게 줄었으며 체중 감소나 주요 장기 독성은 나타나지 않았다.

권인찬 교수는 "종양의 산성 환경에서만 활성화되는 스위치형 효소와 효소 간 연쇄 반응을 결합한 새로운 항암 전략"이라며 "암세포 대사 차단과 활성산소 기반 세포 사멸을 동시에 유도해 기존 치료법의 한계를 보완할 수 있을 것"이라고 말했다.

태기융 교수는 "기존 표적 치료가 약물 전달에 초점을 맞췄다면 이번 연구는 치료 효소가 작동하는 환경 자체를 종양으로 제한한 점이 차별성"이라며 "향후 면역항암 치료와 병용 전략으로도 확장 가능성이 있다"고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 중견연구자지원사업 지원을 받아 수행했으며 연구 결과는 지난 15일 국제학술지 '바이오머티리얼즈 리서치'(Biomaterials Research) 온라인판에 실렸다.

기술이전 관련 협의는 GIST 기술사업화센터로 문의하면 된다.

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