암세포만 골라 죽인다…부작용 줄인 나노 항암제 기술 개발

나노입자, 종양세포 주변에서만 활성화
정상 세포에는 영향 주지 않아 부작용 적어

ACS 나노(ACS Nano) 온라인판 3월호의 부표지./포항공과대

국내 연구진이 암세포만을 정확히 골라 제거하는 새로운 나노 치료 기술을 개발했다.

김원종 포항공과대 화학과·융합대학원 교수 연구진이 암세포의 핵심 단백질만 제거하는 ‘표적 단백질 분해(TPD)’ 기술을 나노입자에 적용하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ACS 나노(ACS Nano)에 게재됐다.

기존 항암제는 암세포에 필요한 단백질의 기능을 일시적으로 막아 암을 억제하는 방식이었다. 하지만 시간이 지나면 암세포가 약물에 대한 내성을 갖거나 다른 경로로 재발할 수 있다는 한계가 있었다. 이에 따라 문제 단백질을 일시적으로 막는 방식이 대신 아예 세포 안에서 제거해 버리는 TPD 기술이 주목받고 있다.

다만 기존의 TPD 치료제는 물에 잘 녹지 않고, 체내에서 빠르게 사라지는 탓에 치료 효과가 떨어졌고, 암세포가 아닌 정상 세포에도 영향을 미쳐 부작용이 생기는 경우가 많았다.

연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 물을 싫어하는 성질(소수성)과 물을 좋아하는 성질(친수성)을 지닌 고분자를 결합해, 물속에서 작은 공 모양 형태의 나노입자를 개발했다. 이 나노입자는 혈액 속에서 안정적으로 떠다니다가, 종양세포 주변 특정 환경에서만 활성화되도록 설계됐다.

이 나노입자는 암세포의 단백질을 없애는 데 두 가지 작동 방식을 동시에 사용한다. 하나는 단백질을 직접 잘게 분해하는 방식, 다른 하나는 세포 스스로 필요 없는 성분을 정리하는 작용을 이용했다. 이렇게 두 방식이 함께 작동하면서 암세포 안의 핵심 단백질을 더 강력하게 제거할 수 있다.

전립선암에 걸린 동물을 대상으로 진행한 실험에서도 효과가 확인됐다. 나노입자는 암세포에 효과적으로 모여 표적 단백질을 분해함으로써 강력한 항암 효과를 보였으며, 정상 세포에는 거의 영향을 주지 않아 부작용을 최소화했다.

김원종 교수는 “표적 단백질에 결합하는 부분만 바꾸면 전립선암을 포함한 다양한 암과 질병 치료에 활용할 수 있다”며 “이는 환자 맞춤형 치료제 개발의 새로운 플랫폼이 될 것”이라고 설명했다.

참고 자료

ACS Nano(2025), DOI : https://doi.org/10.1021/acsnano.4c12747

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