국내 연구진, 뇌종양 정밀 진단하는 방사성의약품 세계 첫 개발

한국원자력의학원, 포피린 유도체에 방사성 동위원소 구리-64 결합해
기존 포피린 사용 때보다 뇌종양 결합력 1.4배 커
뇌종양의 위치와 크기를 정확하게 PET 영상으로 나타내

한국원자력의학원, 포피린 유도체에 방사성동위원소 구리-64 결합해 뇌종양을 정밀하게 진단할 수 있는 방사성의약품을 세계 최초로 개발했다. 포피린 유도체를 정맥 주사한 뒤 PET 촬영하면 뇌종양의 위치와 크기가 이미지로 나타난다./한국원자력의학원, Molecular Pharmaceutics

국내 연구진이 뇌종양을 정밀하게 진단할 수 있는 방사성 의약품을 세계 최초로 개발했다. 뇌종양은 수술이 쉽지 않은 부위에 발생하기 때문에 조기에 진단해 약물 치료하는 일이 매우 중요하다.

한국원자력의학원은 방사선의학연구소 박지애·강충모·이용진 박사 연구진이 방사성 동위원소 구리-64(Cu-64)를 표지한 포피린 유도체를 뇌종양에 붙여 방사선을 방출하는 원리로 뇌종양의 크기와 위치 등을 정밀하게 진단하는데 성공했다. 포피린은 혈액에서 산소를 운반하는 적혈구 속 헤모글로빈의 핵심 분자다.

Cu-64를 이용한 방사성 의약품을 정맥 주사해 양전자방출단층촬영(PET)을 하면 암세포에 방사성 의약품이 모여들면서 암의 크기와 위치가 이미지로 나타난다. 하지만 몸속에 들어간 방사성 의약품이 암세포까지 가기 전에 간에서 먼저 분해된다는 한계가 있었다. 그만큼 암을 정확하게 진단하기가 어려웠다.

연구진은 포피린이 암세포에만 선택적으로 쌓인다는 점에 주목했다. 그래서 포피린이 암세포에 잘 들러붙게 하는 특정 화합물(N,N-디메틸-4-p-페닐렌디아민)을 붙이고, PET 후 영상으로 나타나도록 Cu-64로 표지했다.

그리고 뇌 또는 허벅지에 뇌종양 세포를 이식한 실험동물에게 ‘Cu-64로 표지한 포피린’ 또는 ‘Cu-64로 표지한 포피린 유도체’를 주사했다. 그리고 PET로 촬영한 결과 포피린 유도체를 주사한 경우 단 18시간 만에 뇌종양의 위치와 크기를 정확하게 나타낸다는 사실을 확인했다. 포피린 유도체가 암세포에 들러붙는 효율은 포피린보다 1.4배나 더 높았다. 또한 포피린 유도체가 암세포에 들러붙는 효율은 건강한 세포에 들러붙는 효율의 32배나 더 컸다. 포피린 유도체가 뇌종양만을 정확하게 진단하는 데 효과가 있다는 뜻이다.

연구진은 “이 연구 결과를 토대로 다양한 방사성 동위원소를 이용해 실용적인 암 진단·치료용 방사성 의약품을 개발하거나 임상시험 할 예정”이라고 밝혔다. 이 연구 결과는 지난 18일 국제 학술지 ‘몰레큘러 파마슈틱스’ 온라인판에 실렸다.

참고 자료

Molecular Pharmaceutics(2023) DOI: https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.3c00704

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