과학자들은 건강한 세포에 해를 끼치지 않고 암세포를 죽이는 LED 조명을 개발했습니다.

연구진이 개발한 맞춤형 근적외선 LED 가열 시스템은 SnOx 나노플레이크를 활성화하여 암세포를 가열하고 중화시킵니다(녹색: 살아있는 세포, 빨간색: 광열 요법으로 사멸된 세포). 출처: 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스

과학자들은 LED 조명과 초박형 주석 조각을 이용하여 건강한 조직을 보호하면서 암세포를 제거하는 유망한 암 치료법을 개발했습니다. 기존의 항암 화학요법이나 다른 침습적 치료법과 달리, 이 새로운 방법은 환자들이 흔히 겪는 고통스러운 부작용을 피할 수 있습니다.

이 획기적인 발전은 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스와 포르투갈 포르투 대학교의 협력을 통해 이루어졌으며, UT 오스틴 포르투갈 프로그램을 통해 가능해졌습니다. 이 협력은 광 기반 암 치료법의 접근성과 경제성을 높이는 것을 목표로 합니다. 현재 이러한 치료법은 값비싼 재료, 특수 실험실 장비, 그리고 주변 조직을 손상시킬 수 있는 강력한 레이저에 의존합니다. 연구진은 LED로 전환하고 주석 기반 "SnOx 나노플레이크"("Sn"은 주석의 화학 기호)를 도입함으로써 더욱 안전하고 잠재적으로 저렴한 대안을 개발했습니다.

LED 조명과 나노플레이크, 암에 맞서다

"저희의 목표는 효과적일 뿐만 아니라 안전하고 접근성이 뛰어난 치료법을 개발하는 것이었습니다."라고 코크렐 공과대학(Cockrell School of Engineering)의 찬드라 패밀리 전기컴퓨터공학과 교수이자 이 프로젝트의 리더 중 한 명인 진 앤 인코르비아(Jean Anne Incorvia)는 말했습니다. "LED 조명과 SnOx 나노플레이크를 결합하여 건강한 세포는 그대로 두고 암세포만 정확하게 표적하는 방법을 개발했습니다."

ACS Nano 에 최근 게재된 연구에 따르면 , 이 접근법은 대장암과 피부암 세포 모두에 매우 효과적인 것으로 나타났습니다. 단 30분 노출만으로도 LED 치료는 피부암 세포의 최대 92%와 대장암 세포의 50%를 파괴하는 동시에 건강한 피부 세포에는 아무런 영향을 미치지 않았습니다. 이 결과는 이 치료법의 정밀성과 안전성을 보여줍니다.

기존 암 치료에 대한 더 안전한 대안

암은 전 세계적으로 두 번째로 높은 사망 원인이며, 기존 치료법에는 심각한 부작용이 따릅니다. 전 세계 과학자들은 치료법을 더욱 안전하고 표적화하기 위한 새로운 방법을 모색하고 있습니다. 가장 유망한 방법 중 하나는 근적외선 광열 치료법으로, 수술이나 독성 약물 없이 빛을 이용하여 암세포를 가열하고 파괴합니다. 이 원리는 UT 오스틴-포르투갈 연구팀의 연구 기반을 형성합니다.

초기 결과가 매우 우수함을 보여준 연구진은 이제 치료 과정에서 빛과 열이 어떻게 상호작용하는지 이해하고, 치료를 향상시킬 수 있는 다른 소재들을 시험하는 데 집중하고 있습니다. 또한 환자에게 직접 치료를 전달할 수 있는 실용적인 의료 기기를 설계할 계획입니다.

환자에게 빛 기반 암 치료 제공

"저희의 궁극적인 목표는 이 기술을 모든 환자, 특히 특수 장비 접근성이 제한적인 지역에서 부작용을 줄이고 비용을 절감하면서 이용할 수 있도록 하는 것입니다."라고 포르투 대학교 공학부 연구원이자 포르투갈에서 이 프로젝트를 책임진 아르투르 핀투는 말했습니다. "특히 피부암의 경우, 언젠가는 치료가 병원에서 환자의 집으로 옮겨갈 수 있을 것으로 예상합니다. 수술 후 휴대용 기기를 피부에 부착하여 남아 있는 암세포를 조사하고 파괴함으로써 재발 위험을 줄일 수 있습니다."

인코르비아와 핀토는 2021년 UT 오스틴 포르투갈 프로그램을 통해 처음으로 팀을 이루었습니다. 그 이후로 두 사람은 텍사스와 포르투갈을 상호 방문하고 전문 지식을 결합하여 2차원 재료를 사용하여 암 치료를 발전시키는 방법을 연구했습니다.

연구의 최전선 확장

이러한 성공을 바탕으로, 연구팀은 최근 UT 오스틴 포르투갈 프로그램을 통해 동일한 LED 및 나노플레이크 기술을 사용하여 유방암 환자를 위한 임플란트를 개발하기 위한 추가 자금을 지원받았습니다. 지속적인 협력을 통해 가까운 미래에 더욱 개인 맞춤형, 저렴하고 통증 없는 암 치료의 길을 열 수 있을 것입니다.

이 논문의 다른 공동 저자는 다음과 같습니다. 박사과정 학생인 Hui-Ping Chang(나노플레이크 개발 주도)과 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 학부생 Eva Nance, 포르투 대학교 공학부의 Filipa ALS Silva(생물학적 특성 분석 수행), Susana G. Santos(연구 지도)와 Fernão Magalhães 교수(자금 확보에 기여), 그리고 LED 시스템을 개발한 Trás-os-Montes 및 Alto Douro 대학교의 José R. Fernandes.

UT 오스틴 포르투갈 프로그램은 UT와 포르투갈 과학기술재단(FCT) 간의 오랜 과학 기술 파트너십입니다. 포르투갈은 매사추세츠 공과대학교(MIT)와 카네기 멜론 대학교라는 다른 두 미국 대학과도 유사한 파트너십을 맺고 있으며, UT와의 17년간의 협력 관계를 최근 5년 더 연장했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251020092831.htm