박인규 전남대 교수, '전이·재발 암세포' 정밀 타격 AI 기반 표적 나노전달체 개발

ＡＩ나노치료 연구모식도.

전남대학교는 박인규 의과대학 교수팀이 인공지능(AI)과 나노기술을 융합해 전이·재발 암세포를 정밀 타격하는 혁신적 나노전달체를 개발해 정밀 암 치료의 새로운 가능성을 열었다고 1일 밝혔다.

AI가 선별한 최적 약물 조합을 한 번에 전달하는 플랫폼을 구축해 동물실험에서 탁월한 효과와 안전성을 동시에 확인한 것이다.

연구팀은 AI 기반 약물 시너지 예측, 펩타이드 리간드 탐색, 제형 최적화를 포함한 3단계 통합 AI 워크플로우를 구축해 'CXCR4 수용체'를 표적하는 핵·껍질 구조의 나노캐리어를 설계했다. 이 나노캐리어는 메조포러스 실리카 코어와 리포좀 껍질로 구성돼 베르베린(BBR)과 파클리탁셀(PTX)을 동시에 효과적으로 실어 나를 수 있다.

가장 큰 혁신성은 AI가 예측한 최적 약물 조합을 정밀한 나노구조체에 실제로 구현했다는 점이다. 기존 경험적 접근과 달리 AI가 분석한 시너지 효과를 바탕으로 서로 다른 작용기전을 가진 약물을 선별하고, 이를 CXCR4 양성 암세포에 선택적으로 전달하는 표적 치료 전략을 구현했다.

CXCR4는 암세포의 전이와 재발에 핵심적으로 관여하는 수용체로 알려져 있다. 연구팀이 개발한 핵-껍질 구조의 나노전달체는 약물을 안정적으로 탑재하고 지속 방출을 가능하게 해 기존 단일 약물 치료 대비 우수한 항암 효과를 보였다.

세포 실험에서는 암세포의 증식과 이동을 강력하게 억제하는 시너지 효과를 확인헸으며 대장암 동물모델에서는 종양 크기가 현저히 감소했다. 종양 관련 비장비대 현상이 완화되고 전신 독성이 나타나지 않아 안전성과 치료 효과를 모두 충족하는 정밀 치료제 후보로서의 잠재력을 증명했다.

이번 연구는 AI 기반 약물 설계와 첨단 나노기술을 창의적으로 결합해 기존 암 치료의 한계를 넘어서는 독창적 접근법을 제시한 것으로 평가한다. AI 기반 약물 조합 탐색과 표적형 나노전달체 설계라는 두 가지 난제를 동시에 해결함으로써 암 치료제 개발의 패러다임을 전환하는 통합적 플랫폼을 구축할 수 있게 됐다.

박인규 교수는 “AI 기반 약물 설계와 정밀 나노공학을 결합한 이번 연구는 개인 맞춤형 암 치료의 새로운 가능성을 보여준다”며, “향후 다양한 암종과 난치성 질환 치료에도 확장 가능한 혁신적 플랫폼”이라고 강조했다.

광주=김한식 기자 hskim@etnews.com