포항공과대학교(POSTECH)연구팀이 항암치료핵심 난제인 정상세포 보호와 암세포 선택적 제거를 동시에 해결할 수 있는 새로운 나노 기술을 개발했다. 이 기술은 표적 단백질 분해법과 나노기술을 결합해 항암 효과를 극대화한 것으로, 동물모델에서효과를 확인했다.

POSTECH화학과·융합대학원 김원종 교수팀은 표적 단백질 분해(TPD) 전략과 나노기술을 결합한 새로운 암 치료법을 개발했다고 28일 밝혔다.

기존 항암제는 암세포 내 특정 단백질 활성을 일시적으로 억제하는 방식이었다. 그러나 시간이 지나면 암세포가 내성을 키우거나 다른 경로를 통해 재발하는 한계가 있었다. 표적 단백질 분해 기술은 이런 문제를 해결하기 위해 암 유발 단백질 자체를 제거하는 접근법이다.

이 과정에서 단백질 분해제를 사용하게 된다. 하지만 기존 단백질 분해제는 심각한 제약이 있었다. 물에 잘 녹지 않아 체내 효과가 제한적이었고, 혈액에서 빠르게 배출됐다. 또한 암세포만 정확히 타격하는 능력이 부족해 정상 세포에 부작용을 일으키는 문제가 있었다. 이에 연구팀은 물을 싫어하는 '소수성' 고분자와 물을 좋아하는 '친수성' 고분자를 결합해 물속에서 작은 공 모양의 '마이셀(micelle)'을 형성하는 나노입자를 개발했다. 이 나노입자는 혈액 속에서 안정적으로 순환하다가 종양세포 주변 특정 환경에서만 활성화되도록 설계됐다.

마이셀 나노입자는단백질을 분해하는 두 가지 방식을동시에 활용할 수 있다. 세포 속 단백질을 잘게 쪼개 분해하는 '프로테아좀(Proteasome)'과 세포가 스스로 불필요한 구성요소를 제거하는 '오토파지(Autophagy)' 시스템을 동시에 작동시켜 암세포의 핵심 단백질을 효과적으로 제거한다.

연구팀에 따르면 전립선암 동물모델로 실험한 결과 나노입자의 효과가 확인됐다. 나노입자는 암세포에 효과적으로 모여 표적 단백질을 분해함으로써 항암 효과를 보였으며, 정상 세포에는 거의 영향을 주지 않아 부작용을 최소화했다.

김원종 교수는 "표적 단백질에 결합하는 부분만 바꾸면 전립선암을 포함한 다양한 암과 질병 치료에 활용할 수 있다"라며 "이는 환자 맞춤형 치료제 개발의 새로운 플랫폼이 될 것"이라고 내다봤다.

이 연구 결과는 국제 학술지 'ACS 나노(ACS Nano)' 온라인판 3월호 부표지에 게재됐다.

/육지훈 기자 editor@popsci.co.kr