“치료효율↑·정상세포 손상↓” GIST 학부생, 고분자 나노약물전달체 개발

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 이공계 대학생이 폐암 치료제의 효과는 높이고 정상세포 손상은 줄일 수 있는 연구결과로 국제학술지에 1저자로 이름을 올렸다.

그 주인공은 광주과학기술원(GIST)은 신소재공학과 진주영 3학년 학사과정생(지도교수 이은지 교수).

이번 연구결과는 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제학술지 ‘ACS Applied Polymer Materials’에 게재됐다.

진주영 학생은 2024년 GIST 입학 후 신소재공학과 수업에서 연구 논문을 읽고 발표하는 과제를 수행하면서 약물을 원하는 부위에 효과적으로 전달할 수 있는 기능성 고분자와 바이오소재 연구에 관심을 갖게 됐다.

이후 신소재공학과 이은지 교수의 연구실에 학부연구생으로 합류해 2025년 8월부터 폐암 치료 효과를 높이는 ‘고분자 기반 나노약물전달체 개발’을 주제로 연구를 수행했다.

연구팀은 기존 폐암 치료에 널리 사용되는 항암제 ‘시스플라틴(Cisplatin)’의 치료 효과는 높이고 정상세포 손상은 줄일 수 있는 새로운 ‘고분자 기반 약물 전달 기술’을 개발했다.

구체적으로는 물에 잘 녹지 않는 천연 항암 보조물질 ‘피페르롱구민(Piperlongumine)’을 체온에서 스스로 매우 작은 입자(나노입자)를 형성하는 고분자 ‘플루로닉 F127(Pluronic F127)’에 탑재해, 약물이 몸속에서 보다 안정적으로 전달되도록 하는 나노약물전달체 기술을 구현했다.

개발된 나노약물전달체는 약물을 약 90%의 높은 효율로 나노입자 내부에 실을 수 있었으며, 체온에서는 지름 100나노미터(nm) 이하의 매우 작은 입자인 ‘마이셀(micelle)’을 안정적으로 형성해 약물을 원하는 부위까지 효과적으로 전달하는 특성을 보였다.

또한 폐암 세포에서는 활성산소(Reactive Oxygen Species, ROS) 생성을 증가시켜 암세포가 스스로 손상되도록 유도함으로써, 기존 항암제인 시스플라틴의 항암 효과를 더욱 높였다.

반면 정상 폐세포에서는 상대적으로 낮은 독성을 보여 암세포에 선택적으로 작용할 가능성을 확인했다.

실제 종양과 유사한 환경을 구현한 ‘3차원 폐암 조직 모사 모델(스페로이드)’에서도 우수한 항암 효과를 입증했다.

진주영 학생은 “이번 연구를 통해 쌓은 고분자 바이오소재 연구경험을 바탕으로 차세대 세포동결보존제 개발 연구를 수행하고 있다”면서 “향후 세포와 조직을 안전하게 장기간 보존할 수 있는 고분자 소재를 개발하여 바이오의약 및 재생의료 분야로 연구를 확장하고자 한다”고 포부를 밝혔다.

이은지 교수는 “이번 성과는 학부생에게도 충분한 연구 기회와 체계적인 멘토링이 제공된다면 국제적인 연구성과를 창출할 수 있다는 것을 보여주는 사례”라며 “GIST의 연구 중심 교육 환경이 학생들의 도전과 성장을 뒷받침하며 우수한 성과로 이어졌다는 점에서 교육적 의미가 크다”고 말했다.