포스텍 교수 연구팀, 빛으로 암 진단·치료하는 방법 찾았다

항암치료 개념도포스텍 제공

김원종 포스텍 교수

【포항】빛으로 암 진단과 항암치료를 동시에 할 수 있는 방안을 국내 연구진이 제시했다.

포스텍은 31일 포스텍 화학과 김원종 교수팀, 창의IT융합공학과 김철홍 교수팀이 이화여대 화학과 윤주영 교수팀과의 공동연구를 통해 나노 구조체를 조영제로 이용해 암세포를 촬영하면서 진단과 동시에 광열효과로 항암치료를 하는 방안을 제시했다고 밝혔다. 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘안게반테 케미(Angewandte Chemi)’최신호 온라인판에 실렸다고 덧붙였다. 

김철홍 포스텍 교수

광음향 영상기술은 조직 내 깊은 곳까지 투과해 촬영할 수있어 새로운 의료 영상 기술로서 주목 받고 있으며, 또한 광열 치료법은 수술 없이 암을 치료할 수 있다는 점에서 새로운 암 치료법으로 떠오르고 있다. 이런 치료법을 위해서는 효과적인 조영제가 필요하다. 조영제는 특정 조직이나 혈관이 잘 보일 수 있도록 인체에 투여하는 약물이다.

연구팀은 수용성인 프탈로시아닌 계열의 두 물질 PcS4와 PcN4이 서로의 분자를 인식해 나노 구조체를 형성하는 것에 착안했다. 빛을 쬐면 PcS4와 PcN4이 따로 존재했을 때는 약 35℃까지 올라가지만, 자기 조립돼 형성된 나노 구조체는 약 43℃까지 상승해 보다 효과적인 광열효과를 나타냈다.

이런 특성을 이용해 생체 내에 나노 구체를 조영제로 주입해 광음향 영상을 통해 암세포를 골라 촬영했다. 또 주입된 나노 구조체는 광열제 역할도 해 레이저를 조사하면 고온을 발생시켜 암 조직을 태워 제거하는 광열효과를 내는 것을 확인했다.

암을 지니고 있는 동물모델에 나노 구조체를 주입한 결과, 광음향 영상을 이용해 암을 특정할 수가 있었고, 나노 구조체 또는 빛을 단독으로 조사한 경우에 비해 나노 구조체와 빛을 동시에 조사한 경우에 암의 증식을 약 15%까지 억제했다.

포스텍 김원종·김철홍 교수는 “지금까지 암 진단과 치료의 동시 치료 연구는 있었지만 낮은 효율로 인해 임상에 적용되기는 어려움이 있었다”며 “이번에 개발된 초분자 나노 구조체는 기존의 물질보다 높은 광음향과 광열효과를 나타내기 때문에 암을 진단하는 동시에 광열효과로 항암치료를 할 수 있다. 암 정복의 새로운 전략이 될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이화여대 윤주영 교수는 “간단한 조작만으로 나노 구조체를 만들 수 있다”며 “나노 구조체 방법은 기존의 복잡한 제조 과정과 물질의 유독성 문제점을 극복해 암 진단과 영상 유도 암 치료 효율을 높이는 데 효과적”이라고 말했다.
김기태기자 ktk@yeongnam.com

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