아주대, 생체환경 내 약물 방출시간·위치 제어기술 개발

표적 치료 위한 스마트 시스템 구현

아주대학교 연구팀이 생체 환경에서 약물의 방출 시간과 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 기술을 개발했다. 정밀 약물 전달 기술 및 바이오이미징 등에 활용될 것으로 기대된다.

아주대 연구팀은 생체 환경에서 약물의 방출 시간과 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 기술을 개발했다.＜사진=아주대 제공＞

아주대는 첨단바이오융합대학·대학원 분자과학기술학과 소속 김은하·김욱·유태현 교수 공동 연구팀이 '비스하이드록시 트랜스-사이클로옥텐(C2TCO)'이라는 생체적합성 링커 화합물을 간단하고 효율적으로 합성하는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

해당 연구는 '다중 면역형광 이미징을 위한 생체정밀 클릭-투-릴리즈 시약 C2TCO의 간편한 합성과 응용'이라는 제목으로 저명 학술지 '바이오컨쥬게이트 케미스트리' 5월 온라인판 표지논문으로 선정됐다.

연구에는 아주대 대학원 분자과학기술학과의 박사후연구원인 V. 아룬(Arun) 박사와 석박사 통합과정의 이민주·최홍서·이상우 학생이 공동 제1저자로 참여했고, 첨단바이오융합대학·대학원 분자과학기술학과의 김은하·김욱·유태현 교수가 교신저자로 함께 했다. 첨단바이오융합대학·대학원 분자과학기술학과의 최준원 교수는 공저자로 참여했다.

이번 연구 성과는 최근 생물직교성 클릭 화학분야에서 전 세계적으로 주목받고 있는 '클릭-투-릴리즈(click-to-release)' 반응 기술의 획기적 진전을 의미한다. 생물직교성 클릭 화학은 우리 몸속에서 일어나는 복잡한 화학 반응들과는 무관하게 설계자가 원하는 반응만을 일으킬 수 있는 '똑똑한 화학 기술'이다.

아주대 연구팀은 기존의 클릭-투-릴리즈 시스템을 더 단순하고 효율적인 방식으로 구현해냈다. 클릭-투-릴리즈 반응에 활용돼 온 트랜스-사이클로옥텐(TCO)의 개량형인 생체적합성 링커 화합물 비스하이드록시 트랜스-사이클로옥텐(C2TCO)을 간단하면서도 안정적인 방식으로 합성하는데 성공한 것이다.

이를 통해 하나의 세포 샘플을 반복적으로 다양한 항체로 염색·신호 제거·재염색하는 '다중 사이클 면역형광이미징'이 가능함을 입증해냈다. 바이오이미징 기술인 다중 사이클 면역형광이미징은 하나의 조직에서 수십 가지 단백질을 차례로 볼 수 있게 해주는 기술로, 질병을 더 정확히 분석할 수 있게 도와준다.

또 이들은 암세포 표면 단백질 PD-L1을 표적하는 치료용 항체(아테졸리주맙)에 세포 독성 약물(MMAE)을 연결한 항체-약물 접합체(ADC)를 개발했다. 이 접합체는 테트라진 처리 시 표적 부위에서만 약물을 정밀하게 방출할 수 있어, 부작용을 줄이고 약효를 극대화할 수 있는 장점이 있다.

연구를 주도한 김은하 교수는 "이번 연구는 클릭-투-릴리즈 시스템을 이용한 생체환경에서의 항체-페이로드 접합체 활성 정밀 제어 기술의 실용화를 위한 첫걸음"이라며 "현재 기초연구 단계로 앞으로 관련 연구의 확장을 통해 암 치료, 정밀 진단 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다. 그러면서 "앞으로 비스하이드록시 트랜스-사이클로옥텐(C2TCO)을 활용한 다양한 생체분해형 화합물 개발과 함께, 항체 외에도 다양한 전달체에 적용할 수 있는 후속 연구를 진행할 계획"이라고 덧붙였다.

임춘한 기자 choon@asiae.co.kr