나노물질(Hexa-BODIPY-cyclotriphosphazene)에 의한 광열치료를 통한 항암치료제 개발 연구

나노물질(Hexa-BODIPY-cyclotriphosphazene)에 의한 광열방식을 통한 항암치료제 개발 연구

 

2022년 8월, Biosensors and Bioelectronics 논문저널에 필자의 저널이 발표되었다. 이화여대, 포항공대와 함께 공동으로 연구한 프로젝트로 Hexa-BODIPY-cyclotriphosphazene 이라는 나노물질을 이용한 항암치료 전략에 대한 이야기다. 

 

 

 https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114612 

 

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논문을 요약하자면 우리의 연구팀은 theranostic (표적치료를 위한 진단 테스트의 형태) 중 새로운 나노물질을 개발하였다. 이 물질의 특징은 형광물질을 발하며 광음향으로도 추적이 가능한 물질이다. 그래서 물질을 체내로 주입하면 암세포에 누적이 되어서 암세포가 어디 있는지 확인이 가능하다. 뿐만 아니라 체내에 독성을 유발하는 ROS를 전혀 생성하지 않는 것도 확인했다.

그리고 궁극적으로 레이져를 쏘아줄 경우 나노물질이 쌓여있는 암 조직을 선택적으로 괴사시켜 표적 항암치료를 할 수 있는 기술을 개발한 것이다.

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필자는 여기서 마우스 실험 영역을 담당하였고 개발된 나노물질을 이용하여 항암치료를 하였을 때 효과적으로 종양조직을 괴사 하는 것을 확인하여 이 물질이 항암치료제로 사용될 수 있음을 보고하였다.

 

간단하게 내용을 살펴보면

 

이 연구팀에서 개발한 Hexa-BODIPY-cyclotriphosphazene의 구조는 아래와 같다. 사실 생물학 전공인 필자는 아래 구조에 대한 정보를 자세히 설명하기는 힘들지만, 이 나노물질은 ROS를 생성하지 않으면서 동시에 형광 발현, 광음향으로 추적이 가능하며, 레이저를 쏘아줄 경우 광열 반응이 일어나도록 디자인되었다고 한다. 

 

 

이 물질을 이용하여 실제로 종양조직에 개발한 나노물질이 이동하여 표적 항암치료제로 사용될 수 있는지 확인했다.

아래 그림을 보면 실험 마우스에 나노물질이 이동하여 암세포 및 혈관을 따라 이동하는 주요장기에 나노물질이 집중된 것을 볼 수 있고, 시간이 오랫동안 지나면 주요 일반 장기에서는 나노물질이 사라지지만 암세포에서는 나노물질이 여전히 고농도로 있는 것을 보여준다.

 

그렇다면 개발한 나노물질이 실제로 항암치료제 효과는 있을까? 아래 누드 마우스 그림을 보면 나노물질이 주입된 마우스에 레이저를 쏘아주면 종양조직이 괴사 되어 사라진 것을 보여준다.

 

이 연구는 물질을 개발하여 항암치료 가능성이 있는지 확인한 논문으로 실제로 사람의 표적 항암치료에 적용하기 위해서는 더 많은 연구개발이 필요할 것이다.