미토콘드리아 표적 약물 전달 및 방출 나노겔 세포 내 작용 개념. 사진=강한창 교수

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국내 연구진이 약물 효능을 극대화하고 부작용은 최소화하는 새로운 나노약물전달체 설계 전략을 제시했다.

한국연구재단(이사장 이광복)은 강한창 가톨릭대 교수 연구팀이 생체에너지 생산 및 세포사멸을 담당하는 세포소기관 '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 미흡했다.

연구팀은 약물이 세포소기관에 전달된 후 방출되도록 나노약물전달체 표적 전달과 표적 방출이 순차적으로 진행되는 새로운 미토콘드리아 표적 약물 전달 및 방출 설계 전략을 마련했다.

연구팀은 미토콘드리아로 전달에 영향을 주는 소수성 라이신 기반 나노겔을 만들어 약물이 세포 핵보다 미토콘드리아로 더 갈 수 있는 표적 전달을 구현했다.

또 분해 자극인 글루타치온이 친수성임을 고려해 이황화 결합 부위 환경을 소수성화하고, 나노겔 내 이황화 결합 부위에 글루타치온 접근을 제한 또는 지연시켜 세포질 글루타치온 보다 미토콘드리아 글루타치온에 의해 이황화 결합이 분해되는 표적 방출을 성공시켰다.

새로운 약물 봉입 나노겔을 이용한 대장암 모델 마우스 실험 결과 약물 양을 기존 5분의 1로 줄였음에도 암 성장 억제 능력이 기존과 유사하거나 좀 더 우수함을 확인했다.

강한창 교수는 “신규 나노젤이 다양한 질환의 예방 및 치료에 적용될 수 있도록 후속 연구에 힘쓰겠다”고 말했다.

한편 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구실, 중견연구 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 지난달 25일 게재됐다.

충북=이인희기자 leeih@etnews.com

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