영남대 김종오·김정환 교수팀, 암세포만 골라 죽이는 나노기술 개발

(왼쪽부터) 영남대 약학부 김종오 교수, 김정환 교수./영남대 제공

영남대학교 약학부 김종오·김정환 교수 연구팀이 정상 세포에는 손상을 주지 않으면서 암세포만 선택적으로 사멸시키는 나노기술 기반 면역항암 치료 전략을 개발했다.

연구팀은 암세포가 칼슘 이온 농도의 항상성 유지에 취약하다는 점에 주목해, 이를 교란함으로써 암세포를 사멸시킬 수 있다는 새로운 접근법을 제시했다. 

기존 연구에서는 칼슘과 함께 나트륨 이온 농도를 동시에 높일 경우 암세포 사멸 효과가 크게 증가하는 것으로 알려졌지만, 나트륨의 높은 용해도로 인해 실제 주사 투여가 가능한 치료제로 개발하는 데에는 한계가 있었다.

이번에 연구팀이 개발한 나노플랫폼은 이러한 문제를 극복한 기술로, 전신 투여 시 정상 조직에는 영향을 최소화하면서 종양 미세환경에서만 선택적으로 반응하도록 설계됐다. 

혈류를 따라 순환하던 나노입자가 암 조직에 도달하면 활성화돼 칼슘과 나트륨 이온을 동시에 방출하고, 이로 인해 암세포 내부의 이온 불균형을 유발해 암세포가 스스로 사멸하도록 유도한다.

특히 이번 연구는 암세포를 직접 제거하는 데 그치지 않고, 체내 면역 시스템을 활성화해 항암 효과를 증폭시킨다는 점에서 주목받고 있다. 

연구진은 종양 내에 집중적으로 전달된 칼슘과 나트륨 이온이 면역세포의 항암 작용을 촉진한다는 사실을 확인했으며, 이를 통해 기존 면역항암 치료의 효과를 한층 높일 수 있는 가능성을 제시했다.

연구팀은 “이번 연구는 이온 조절이라는 새로운 개념을 통해 암 치료의 선택성과 안전성을 동시에 향상시킬 수 있음을 입증했다”며 “향후 면역항암 치료와 결합한 차세대 나노 항암 치료제로 발전할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업(글로벌리더연구, 바이오의료기술, 우수신진 및 선도연구센터 지원사업)의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 자연과학 분야의 세계적 권위지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인 최신호에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Binary mineral nanoparticles enable intravascular delivery of metal ions to tumors for metalloimmunotherapy’이다.

/김락현기자 [e-mail]