성균관대, 암세포 파괴하는 '방사선 활성화형 지질 나노입자' 개발

성균관대는 융합생명공학과 박우람 교수 연구팀이 방사선에 반응해 암세포를 공격하는 '방사선 활성화형 지질 나노입자(RaLNP·Radio-activatable Lipid Nanoparticle)'를 개발했다고 27일 밝혔다.

기존의 지질 나노입자는 콜레스테롤이 입자 구조를 유지하는 역할을 한다. 연구팀은 방사선에 반응해 활성산소를 증폭하는 물질인 '7-디하이드로콜레스테롤(7-DHC)'로 해당 콜레스테롤을 대체하는 전략을 세웠다. 이를 통해 방사선을 쬐는 특정 부위에서만 입자가 활성화돼 치료 효과를 극대화할 수 있는 토대를 마련했다.

개발된 RaLNP는 암세포를 스스로 죽게 만드는 '페롭토시스(Ferroptosis)' 현상을 강력하게 유도한다. 우선 암세포가 활성산소로부터 자신을 보호하기 위해 사용하는 '지피엑스(GPX)4'를 무력화하는 물질(siRNA)을 내부로 전달한다. 이와 함께 입자를 구성하는 7-DHC 성분이 방사선과 만나 활성산소를 증폭시켜 암세포에 치명적인 타격을 입힌다.

연구진이 유방암을 이식한 실험쥐에 RaLNP를 투여하고 방사선을 조사한 결과, 암 조직의 성장이 뚜렷하게 억제됐을 뿐만 아니라 면역세포의 활성화를 유도하는 것으로 나타났다. 이와 함께 폐나 간으로 암세포가 퍼지는 전이 현상도 감소했다. 이는 전신 항암 효과로 확장될 가능성 또한 시사한다.

아울러 이번 연구는 단순한 약물 운반체에 불과했던 기존 지질 나노입자(LNP)의 한계를 뛰어넘어, 전달체 자체가 암세포를 공격하는 '능동적 치료제'로 진화시켰다는 점에서 차세대 방사선 치료의 새로운 패러다임을 제시했다고 평가된다.

박 교수는 "이번 연구는 수동적인 약물 전달체였던 지질 나노입자를 방사선에 의해 활성화되는 능동적인 치료제로 진화시킨 도약"이라며 "난치성 암 환자들의 방사선 치료 효과를 높이고, 전이암까지 효과적으로 억제하는 차세대 치료 플랫폼으로 활용되기를 바란다"고 전했다.

한편 연구는 생체재료 분야 학술지 '바이오머티리얼즈(Biomaterials)'에 지난 12일 온라인 게재됐다.