연세대 의과대 의학공학교실 성학준·윤효진 교수, 산부인과학교실 김성훈·이정윤·정영신·이용재 교수 연구팀은 치료제를 난소암세포까지 운반해 치료제 효과를 높이는 나노입자인 암세포 유래 '나도베지클'을 개발했다고 29일 밝혔다.
현재 난소암을 조기에 발견할 수 있는 검사가 없어 대부분 환자가 암을 말기에 발견하는데 5년 생존율은 30% 정도로 치료 성적이 좋지 않다.
난소암세포 유래 나노베지클은 세포와 세포 간 단백질·리보핵산(RNA)을 운반하는 드론과 같은 역할을 하는 엑소좀 모방체다.
이를 활용하면 암세포 표면의 단백질 정보를 그대로 저장하고 있기 때문에 표적으로 치료제의 정밀한 운반이 가능하다.
난소암이 발생한 환경을 재현하기 위해 3차원 바이오 프린팅 기술로 틀을 만들고 고분자 섬유를 용해시켜 실제 혈액이 흐르는 것과 같은 환경을 구현해 나노베지클의 성능을 시험했다. 연구팀은 이를 '3차원 미세혈관 네트워크'라고 이름 붙였다.
난소암 조직을 배양해 동물 혹은 인체 이식 가능한 난소암 칩을 개발했다. 난소암 칩의 치료제에 대한 반응이 실제 난소암의 반응과 같은지를 확인하기 위해 환자와 동일한 약물을 투입해 관찰한 결과, 배양한 난소암 조직 반응이 환자 예후와 일치하는 것을 발견했다.
정상 조직과 난소암 조직을 3차원 미세혈관 네트워크에 배양한 후 난소암 치료제를 탑재한 나노베지클을 투입했다.
나노베지클은 정상 조직에는 반응하지 않았지만 난소암 조직에서만 반응했을 뿐만 아니라 치료제를 단독으로 투입했을 때보다 조직에서 암세포 수를 줄이는 치료 효과가 1.4배 좋았다.
나노베지클의 효과는 마우스 모델에서 교차 검증됐다. 개발한 난소암 칩을 마우스에 이식해 치료제 단독 투여 결과와 치료제를 실은 나노베지클 투여 결과를 비교한 결과, 나노베지클을 투여했을 시에 암세포 크기를 줄이는 효과가 1.8배 향상됐다.
성학준 교수는 "난소암 칩은 치료제의 효과를 지속적으로 모니터링하기에 최적화된 시스템"이라며 "난소암 칩과 더불어 개발한 나노베지클은 치료제의 표적 치료를 가능하게 해 치료 효과를 제고하는데 큰 도움이 된다"고 말했다.
연구 결과는 국제학술지인 어드밴스드 사이언스(Advanced Science, IF 16.806) 최신호에 게재됐다.
