[포항=뉴시스]송종욱 기자 = 췌장암은 몸속 깊숙한 곳에 있어 초기에 발견하기 어렵고 주변 장기로 빠르게 전이되는 대표적인 난치성 암이다.

항암제를 정맥으로 투여하는 치료법이 널리 쓰이지만, 대표적인 치료제인 ‘젬시타빈’은 혈액 속에서 빠르게 분해돼 암 조직에 충분히 도달하지 못하고 정상 세포까지 공격해 심각한 전신 부작용을 일으킨다.

포스텍은 화학공학과·융합대학원 차형준 교수·통합 과정 이혁준씨 연구팀이 정상 조직에서 모습을 숨기고, 암 조직에 도달하면 보호막을 벗고 항암제를 방출하는 '지능형 나노입자'를 개발했다고 9일 밝혔다.

연구팀은 홍합이 젖은 바위에 단단히 달라붙는 원리를 착안했다. 분자합성 생명공학 기술로 대량 생산한 '홍합 접착 단백질'을 나노입자로 만든 뒤 내부에 젬시타빈을 담고, 표면에 생체적 합성 고분자 '폴리에틸렌 글리콜' 보호막을 씌워 나노입자는 혈액 속을 이동할 때 접착력을 숨긴 채 면역 세포 공격을 피하며 몸속을 안정적으로 순환할 수 있다.

연구의 핵심은 암 조직에만 보호막이 벗겨지도록 설계한 '공간 제어형 자극 반응 시스템'이다. 연구팀은 췌장암 조직에서 특히 많이 분비되는 효소인 '기질 금속 단백질 분해 효소'에 끊어지는 특수 펩타이드를 보호막의 연결고리로 사용했다.

이에 따라 나노입자는 혈액 속에 보호막을 유지하며 암 조직에 도달하면 단백질 분해 효소에 의해 보호막이 제거된다. 보호막을 벗은 스텔스 나노입자는 홍합 접착 단백질의 강한 접착력으로 암 조직에 단단히 달라붙고, 암세포 안으로 들어가 항암제를 지속적으로 방출해 암세포만 선택적으로 공격한다.

실제 췌장암 동물 모델에 이 나노입자를 정맥 투여한 결과, 암 조직 내 나노입자 축적과 유지 시간이 60% 이상 증가했다. 전신 독성은 나타나지 않았고 종양 부피와 무게는 기존 항암제 단독 투여군보다 2배 이상 감소했다. 조직 분석에 암세포가 광범위하게 사멸한 사실이 확인됐다.

차형준 교수는 "이번에 개발한 약물 전달 플랫폼은 정맥 주사를 하더라도 암 조직에만 선택적으로 활성화돼 약물을 방출하는 새로운 개념의 전신 투여 치료법"이라며 "항암 치료 부작용은 줄이고 치료 효과는 높여 췌장암 등 난치성 고형암 환자에게 희망이 될 것"이라고 밝혔다.

이번 연구 성과는 생체 소재 분야 국제 학술지인 '바이오머티리얼즈' 온라인판에 최근 실렸으며, 과학기술정보통신부의 한국연구재단 국가 연구실 2.0 사업과 과학기술사업화진흥원 국가 연구 개발 우수 연구 성과 확산 촉진 지원을 받았다.

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