가톨릭대 강한창 교수 "세포 소기관 표적 약물전달 기술 개발 가속화"

(대전) 이주영 기자 = 국내 연구진이 세포 내에서 에너지를 생성하는 소기관인 미토콘드리아에 약물을 효율적으로 전달할 수 있는 자기조립형 나노약물전달체를 개발했다.

가톨릭대 약학과 강한창 교수팀은 20일 친수성과 소수성 화학 약물 모두를 세포 내 미토콘드리아에 표적 전달할 수 있는 자기조립형(self-assembly) 나노 입자를 개발, 암세포 실험으로 효과를 확인했다고 밝혔다.

한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 재료 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'(Advanced Functional Materials, 8월 6일자) 온라인판에 게재됐다.

미토콘드리아에 약물을 표적 전달하는 나노약물전달체의 개념도. 친수성인 미토콘드리아 표적기(TPP)와 소수성인 폴리입실론카르로락톤(PCL)으로 구성된 양친성 물질(TPCL)은 물에서 자기조립에 의해 나노베시클, 나노파이버, 나노시트 등의 3차원 나노구조체를 만들 수 있음. 이 나노구조체는 세포내의 미토콘드리아를 표적하여 친수성 화학약물 뿐만 아니라 소수성 화학약물도 전달함.

그러나 기존의 세포 표적 나노약물전달체는 특정 세포 내로 약물을 표적 전달할 수는 있으나 특정 세포소기관에까지 표적하는 능력이 부족해 약물 효과 극대화에 한계가 있었다.

연구진은 물을 싫어하는 소수성 생분해성 고분자인 폴리입실론카프로락톤(PCL)의 양쪽 끝에 물을 좋아하는 친수성 미토콘드리아 표적물질(TPP)을 화학적으로 결합시켜 TPCL 나노입자(TPP-PCL-TPP)를 만들었다.

이 고분자를 물에 넣으면 자기조립으로 나노입자가 만들어지고 여기에 친수성 또는 소수성 화학약물을 붙이면 세포 내 미토콘드리아에 표적 전달할 수 있게 된다.

이 나노입자는 기존 나노전달체와 달리 표적물질이 스스로 나노입자를 형성하는 자기조립성이 있어 입자 형성 능력과 세포소기관 표적 능력이 강하다고 연구진은 설명했다.

연구진이 주로 핵을 표적하는 약물(독소루비신 염화염)을 TPCL 나노입자에 넣어 투여하는 세포실험을 한 결과 핵보다 미토콘드리아에 약물이 2∼7배 더 많이 전달되고 기존 항암제보다 암세포 사멸능력이 7.5∼18배 우수한 것으로 확인됐다.

연구진은 또 자기조립 TPCL 나노입자는 제조방법에 따라 방울 모양, 막대 모양 등 형태 조절이 가능하고 형태에 따라 세포 내 약물전달 효율 및 약물 방출속도를 조절할 수 있다고 밝혔다.

강한창 교수는 "미토콘드리아 표적 나노약물전달체 개발은 항암제뿐만 아니라 다양한 미토콘드리아 관련 질환 치료제 및 기능개선제에 적용될 수 있다"며 "부작용이 적고 약효가 극대화된 세포소기관 표적 나노약물전달체 개발에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

가톨릭대 약학과 강한창 교수

scitech@yna.co.kr

[경제] 세포 내 미토콘드리아만 공격하는 나노약물전달체 개발

가톨릭대 강한창 교수 "세포 소기관 표적 약물전달 기술 개발 가속화"

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