유전자와 나노소재 융합…항암·면역 증강 플랫폼 개발

유전자를 망간코팅해 전달
기존 약물 내성 한계 극복
면역세포 활성화 ‘이중 효과’

[이데일리 안치영 기자] 국내 연구진이 암세포로 합성 유전자를 전달할 수 있는 플랫폼을 개발했다. 나노 기술을 통해 유전자를 직접 전달하는 방식으로, 암세포를 제거하면서 동시에 면역세포의 공격 능력까지 끌어올리는 이중 효과를 입증했다.

이효진 KIST 박사(사진=한국보건산업진흥원)

한국보건산업진흥원은 한국과학기술연구원(KIST) 이효진 박사 연구팀(서울대병원 고영일 교수 주관)이 암세포 사멸을 직접 유도하는 유전자를 합성하고, 이를 망간이산화물로 코팅해 암 세포 사멸 유전자를 전달하는 하이브리드 플랫폼을 개발했다고 28일 밝혔다.

기존의 화학적 항암 약물 치료법은 약물 내성으로 인해 장기적인 치료 효과를 얻지 못하는 어려움이 존재하고, 아데노연관바이러스(AAV)를 비롯한 유전자를 특정 세포로 운반해 주는 전달체를 활용한 유전자 치료 역시 체내에 주입할 경우 면역세포에 의해 제거되거나, 치료와 관계없는 간에 축적되는 등의 한계점이 존재했다.

연구팀은 기존 치료의 한계를 극복하기 위해, 바이러스와 무기 나노소재를 결합한 새로운 치료 플랫폼을 개발, 단순히 암세포를 죽이는 데 그치지 않고 환자 스스로의 면역세포가 암을 인식하고 공격하도록 만드는 차세대 복합 암 치료 전략을 제시했다.

이 플랫폼은 망간 성분을 포함한 나노소재(MnO₂-PEI)가 유전자 치료 물질을 외부로부터 보호하여 암 조직까지 안정적으로 전달되도록 돕고, 이후 암세포에서 나노소재가 분해되며 생기는 다양한 성분들이 암세포를 더욱 강력하게 파괴되도록 유도한다.

연구진은 해당 연구를 통해 종양이 효과적으로 줄어들었을 뿐만 아니라, 재발을 막는 장기 면역기억도 형성되어 암이 생기려 해도 면역세포가 스스로 방어할 수 있음을 동물실험을 통해 확인했다.

이효진 KIST 박사는 “이번 연구는 기존 유전자 치료제의 한계를 극복하는 동시에, 암세포 사멸과 면역 활성화를 결합한 다기능 하이브리드 치료 전략을 제시한다는 점에서 큰 의미가 있다”면서 “암 치료용 유전자뿐 아니라 유전자 편집 소재와 같은 다양한 기능성 화합물을 동시에 운반할 수 있는 다기능 전달체로의 확장 가능성을 지니고 있어, 후속연구를 통해 임상 적용 가능성을 심층적으로 검증해 나갈 계획”이라고 말했다.

한편 이번 연구는 보건복지부 연구중심병원육성 한미혁신성과창출 R&D사업과 과학기술정보통신부의 나노 및 소재기술개발사업 소재글로벌영커넥트사업의 지원으로 수행되었으며, 국제 학술지 Advanced Science에 2025년 8월 온라인에 게재 및 표지 논문(front cover)으로 선정됐다.

안치영 (cyan@edaily.co.kr)