KAIST “인공탄수화물로 ‘암’ 치료한다”

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 전상용, 화학과 이희승 교수 공동연구팀이 인공탄수화물 라이브러리 플랫폼을 이용해 항암치료용 나노의약 개발에 성공했다고 12일 밝혔다.

당사슬(glycan)은 살아있는 모든 세포의 표면에 두드러지게 발현되며 세포 신호, 분자 인식 및 면역과 같은 수많은 과정에 광범위하게 참여한다고 알려져 있다. 종양세포의 경우 비정상적인 당사슬 패턴이 암 종마다 다르게 세포 표면에서 검출되고 있으며, 이러한 세포 표면에 존재하는 당사슬 층은 암세포의 전이 및 증식 등에 중요한 역할을 한다.

세포막을 둘러싸고 있는 다양한 형태의 당 사슬 집합체를 글라이코칼릭스라고 한다. 특히 암세포 및 암종에 따라 특이적인 글라이코칼릭스는 여러 가지 당에 대해 다른 결합력을 가진다. 이에 착안해 연구팀은 자연에 가장 많이 존재하는 다섯 가지의 당들을 조합해 31가지의 인공탄수화물 후보군들을 합성한 후 최종적으로 30나노미터 크기의 인공탄수화물 기반 나노입자 라이브러리를 구축했다.

연구팀은 구축된 인공탄수화물 나노입자 라이브러리 스크리닝을 통해 표적 하고자 하는 암세포에 특이적으로 결합하는 나노입자 후보군을 선별했다. 선별된 인공탄수화물 나노입자 후보군을 암 동물모델에서 표적능 및 치료효능을 평가함으로써 표적 항암치료용 나노의약 개발에 적용할 수 있다는 것을 연구팀은 세계 최초로 제시하고 구현해냈다.

연구팀은 암세포 및 종양 동물모델에서의 스크리닝 결과들을 바탕으로 특정 당 조합으로 이루어진 인공탄수화물 나노입자 높은 암-표적능을 보인다는 것을 최초로 검증했다. 암-표적능이 뛰어난 인공탄수화물 나노입자에 항암제를 선적하여 목표로 하는 종양을 광열치료 및 화학요법을 통해 효과적으로 치료할 수 있음을 동물실험에서 확인했다.

전상용 교수는 “이번에 개발한 인공탄수화물 기반 나노입자 플랫폼은 암을 표적하는 나노의약 개발에 적용했지만, 암이 아닌 다른 질병이나 특정 장기 표적형 나노의약 개발에도 확장할 수 있어 후속 연구를 수행 중”이라고 말했다.

이번 연구결과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 표지논문으로 선정돼 6월 20일자 온라인판에 게재됐다.