국내 연구진이 약물을 세포소기관에 정확하게 전달하고 방출할 수 있는 새로운 '나노약물전달체' 설계 전략을 제시했다.

한국연구재단은 가톨릭대학교 강한창 교수 연구팀이 생체에너지 생산 및 세포사멸을 담당하는 세포소기관인 '미토콘드리아'를 표적으로 약물을 전달·방출하는 나노겔을 개발하고 세포 및 동물실험을 통해 항암제 효능 개선 효과를 확인했다고 2일 밝혔다.

기존 나노약물전달체는 약물을 표적까지 전달하는 능력은 우수하지만 표적지에서 방출하는 능력은 약했다.

이번에 강 교수팀은 약물이 세포소기관에 전달된 뒤 방출되도록 나노약물전달체의 '표적 전달'과 '표적 방출'이 순차적으로 진행되는 새로운 미토콘드리아 표적 약물 전달 및 방출 설계 전략을 세웠다.

연구팀은 "미토콘드리아 전달에 영향을 주는 소수성 라이신 기반의 나노겔을 만들어 약물이 세포의 핵보다 미토콘드리아로 더 갈 수 있는 표적 전달을 구현했다"고 설명했다.

또 분해 자극인 글루타치온이 친수성임을 고려해 이황화 결합부위 환경을 소수성화하고 나노겔 내 이황화 결합부위에 글루타치온의 접근을 제한 또는 지연시켜 세포질 글루타치온보다 미토콘드리아 글루타치온에 의해 이황화 결합이 분해되는 '표적 방출'에 성공했다.

새로운 약물봉입 나노겔을 이용한 대장암모델 마우스 실험결과, 약물의 양을 기존 5분의 1로 줄여도 암성장 억제능력이 기존과 유사하거나 좀 더 우수함이 확인됐다.

과학기술정보통신부와 연구재단의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 지난달 25일 게재됐다.

강한창 교수는 "이번 연구는 표적 세포소기관에 존재하는 분해 자극을 찾아 정확한 약물방출을 유도하는 나노약물전달체를 개발한 데 의의가 있다"며 "신규 나노젤이 다양한 질환의 예방 및 치료에 활용될 수 있도록 후속연구에 힘쓰겠다"고 말했다.