삼중음성유방암(Triple-negative breast cancer, TNBC)이란 세포의 성장을 촉진하는 세 가지 수용체가 없는 특수형 유방암이다. 치료제가 있지만 여러 가지 부작용이 있다는 단점이 있다. 한 연구팀이 이 삼중음성유방암 환자들에게 치료 효과를 주는 동시에 부작용을 제거할 수 있는 나노기기를 개발했다. 이 나노기기는 종양에 이식해 지속해서 치료제를 공급하는 기능을 한다.
미국 휴스턴메소디스트연구소의 연구팀이 개발한 이 나노기기는 약물을 탑재할 수 있는 보관 능력이 있다. 그리고 종양을 수축하기 위해 통제되고 일관적인 방식으로 단일클론항체를 배출할 수 있다.
삼중음성유방암 치료를 위한 새로운 나노기술
국립유방암재단(National Breast Cancer Foundation)에 따르면, 삼중음성유방암은 다른 유방암에서 일반적으로 발현되는 에스트로겐과 프로게스테론, HER-2 수용체를 가지고 있지 않다. 즉, 호르몬 요법 같은 여러 치료법을 사용할 수 없다는 의미다. 종양학자들은 치료를 위해 수술과 항암화학요법, 방사선요법을 권장하지만, 환자들에게 주요한 부작용을 유발할 수 있다.
휴스턴메소디스트의 연구팀은 삼중음성유방암 치료법의 약점을 해결할 방법을 찾아냈다. 연구팀은 종양에 나노요법을 전달하기 위해 쌀알보다도 작은 크기의 소형기기를 만들어낼 수 있도록 나노기술을 적용했다. 보통의 면역요법과는 달리, 이 방법은 환자에게 주기적인 침습적 과정을 거치지 않고도 장기간 치료를 제공할 수 있었다.
"이 연구를 통해 환자의 전신에 면역요법을 전달하지 않고 종양에 직접 전달하는 방법을 개발했다. 이 전달 방법이 실제로 효과가 있는지, 기존 면역요법보다 부작용은 적은지 연구했다"고 연구의 공동 저자인 엘레산드로 그라토니 박사는 말했다.
부작용 없는 면역요법 전달하기
연구팀이 개발한 이 기기는 미소유체 약물 방출 시드(nanofluidic drug-eluting seed, NDES)라고 부른다. 기본적으로 약물 방출 스텐트와 유사한 원리를 가지고 있다. 이 스텐트는 좁아져서 약해진 관상동맥 등에 이식해서 약물을 방출시키는 의료 기기다. 그 결과, 혈전이나 섬유증 등을 예방할 수 있다.
연구팀이 만들어낸 NDES는 삼중음성유방암으로 진단한 종양에 이식할 수 있다. 이식 직후 NDES는 종양 내부에 천천히 면역요법을 전달하게 된다. 이 접근법은 환자에게 다음과 같은 장점을 제공한다.
NDES 접근법의 장점
-환자는 주기적으로 면역요법을 받기 위해 병원에 갈 필요가 없다. NDES가 주기적으로 종양 내에서 약물을 배출하기 때문이다.
-면역요법이 전신이 아닌, 종양 내로 바로 전달되기 때문에 환자는 부작용을 견디지 않아도 된다.
-환자는 종양 치료를 위해 침습적 수술을 받을 필요가 없다. NDES는 여러 주, 심지어 여러 달 동안 충분한 약을 전달할 수 있다.
-환자는 종양에 직접 처치하는 주사를 두려워할 필요가 없다. 기존의 요법과 비교하면, NDES는 고압의 미소 환경 속의 종양을 뚫고 들어가 직접 약물을 전달한다.
NDES의 저장 공간은 나노 크기의 홈이 있는 매우 미세한 금속 기기로 구성되어 있다. 이를 통해 종양에 약물을 지속적으로 전달할 수 있는 것이다. 그리고 환자의 몸에 국소 또는 전신성 부작용 유발 없이 약물을 전달할 수 있다.
NDES의 약물 저장 공간이 감소되면, 환자는 변화가 있는지 검사를 받아야 한다. 여전히 추가 면역요법이 필요한 경우, 또 다른 NDES를 이식하기 위해 수술을 진행할 수 있는 유일한 시기다. 그러나 NDES를 통해 침습적 수술의 빈도와 기간당 주사 횟수는 상당히 줄어들었다.
연구팀은 4T1 동소 쥐과 유방암 모델에서 NDES를 실험했다. 기기는 종양에 작용약 단일클론항체를 배출했고, 그 결과 치료를 받지 않은 대조군에 비해 항종양 면역 반응과 종양 성장 억제 현상이 나타났다. 그리고 NDES로 치료 받은 실험쥐 모델에서 간이 최소한으로 손상된 것을 관찰했다. 반면, 전신성 요법으로 치료받은 실험쥐 모델에게는 다양한 부작용이 나타났다.
연구팀은 현재 연구의 다음 단계를 진행하고 있다. NDES를 방사선요법과 결합해 치료의 유효성을 개선할 수 있을지 확인할 것이다. 그리고 결합 요법이 전신성 면역요법보다 효과가 있는지도 비교할 계획이다.
NDES의 속성으로 인해 이 기기는 다른 유형의 종양에도 적용할 수 있을 것으로 보인다.
[메디컬리포트=허성환 기자]