홍합에서 영감을 받아 폐암 치료의 새로운 전환점이 탄생하다

POSTECH와 경북대학교의 연구자들은 해양 홍합의 접착 특성에서 영감을 얻은 점막 접착 단백질 나노입자를 활용하여 폐암에 대한 새로운 흡입형 치료 전달 시스템을 개발했습니다. 이 노력은 POSTECH의 차형준 교수(화학공학과 및 의과학 전공 융합과학기술대학원)와 정연수 박사(화학공학과)가 경북대학교의 조윤기 교수(고등과학기술원 바이오메디컬 융합과학기술과)와 협력하여 주도했습니다.

폐암은 전 세계적으로 가장 치명적인 암 중 하나로 남아 있습니다. 모든 폐암 사례의 85%를 차지하는 비소세포 폐암(NSCLC)은 조기 발견의 어려움으로 인해 치료하기 특히 어렵습니다. 현재의 항암 치료는 주로 정맥 주사로 투여되어 악성 조직과 건강한 조직 모두에 영향을 미치며 종종 심각한 부작용을 일으킵니다. 그 결과 흡입형 치료제가 유망한 대안으로 떠올랐으며, 폐에 직접 국소적으로 약물을 전달할 수 있게 되었습니다. 그러나 이 접근법의 효능은 폐의 점막 장벽과 면역 세포에 의해 상당히 방해를 받았습니다. 이러한 맥락을 바탕으로 협력 연구를 통해 폐암 치료를 위해 설계된 점막 접착 단백질 나노입자가 개발되었습니다.

이 접근법은 수중 접착력으로 유명한 해양 홍합 단백질의 놀라운 접착력을 활용합니다. 연구자들은 발 단백질 유형 6(fp-6)의 산화-환원 메커니즘에서 영감을 얻어 시스테인을 통합하여 발 단백질 유형 1(fp-1)을 설계하여 폐암 미세환경 내에서 향상된 접착력과 정확한 약물 전달 기능을 가진 생체재료를 만들었습니다. 이 나노입자는 건강한 조직에서 방출을 효과적으로 억제하여 부작용을 최소화하는 동시에 선택적 페이로드 방출을 가능하게 하여 뛰어난 치료 효능을 보입니다. 게다가 해양 홍합 단백질의 고유한 생체적합성, 생분해성 및 면역적합성은 우수한 생물학적 안전성을 보장하고 항암제의 보유 기간을 상당히 연장하여 치료 효과를 증폭시킵니다.

폐암 동물 모델에서 연구팀이 개발한 나노입자와 그 안에 포함된 항암제는 분무기를 통해 폐로 전달되고 장시간 점막에 부착된 후 암세포 전이 및 침윤을 억제하는 데 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 이러한 발전은 간소화된 흡입 기반 약물 투여를 집에서 스스로 관리할 수 있기 때문에 환자가 폐암 치료에 더 쉽게 접근할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 또한 이러한 접근 방식은 병원 방문의 필요성을 줄여 환자의 삶의 질을 크게 향상시킬 수 있습니다.

POSTECH에서 협력 연구를 이끈 형준 차 교수는 "이번 연구 결과는 폐암 치료의 정확도와 효능을 크게 향상시키는 동시에 환자의 삶의 질을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력이 있다"고 말했습니다.

연구 결과는 생체재료 연구 분야의 최고 국제 저널인 Biomaterials 에 온라인으로 게재되었습니다. 이 연구는 국가연구재단(NRF) 중견연구자 프로그램, 보건복지부 치과 및 의료기술 R&D 프로그램, 범정부 재생의료기술개발 프로그램의 자금 지원을 통해 가능했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250109125858.htm