미국 카네기멜론대학 연구팀이 나노 항암제를 전달하는 데 있어 생체 이용률을 강화하고 독성은줄이는 새로운 기술을 개발했다.

미 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 영양 공급원인 인트라리피드(Intralipid)를 화학치료 전에 정맥 주사로 투여해 필수지방산 등 특정 영양분을 공급해, 피부 벗겨짐이나 더딘 상처 회복 등 화학치료로 인해 나타날 수 있는 필수지방산 부족 증상을 예방하거나 치료하는 방법이다.

연구팀은 FDA의 승인을 얻은 나노 항암제인 아브락산(Abraxane), 마키보(Marqibo), 오니바이드(Onivyde)와 아직 실험 단계인 백금 함유 나노 항암제를 활용해 쥐를 대상으로 이 방법을 실험했다. 연구팀은 화학치료의 부작용을 줄이기 위해 항암제 투여 전 인트라리피드를 투여해 세망내피계(조직, 비장, 간, 폐, 림프절, 골수를 연결하는 혈액의 세포와 조직 네트워크)를 두껍게 만들었다.

통상 항암제는 간, 신장, 비장 등의 다양한 세포로 흡수되며, 인체에 투여한 항암제 중 0.7%만이 종양으로 흡수된다. 건강한 세포도 항암제를 흡수하므로 항암제를 몇 차례 투여하면 독성 반응이 나타나 환자의 삶의 질이 크게 떨어진다.

하지만 연구팀이 항암제 투여 한 시간 전 인트라리피드를 투여했더니 간, 신장, 비장이 항암제를 흡수하는 양과 부작용이 크게 줄었다. 또한 인트라리피드로 인해 종양의 크기가 더 커지지도 않았으며 항암제의 효력도 낮아지지 않았다.

◇ 나노기술을 응용한 암 치료

수술, 방사선 치료, 화학 치료 등은 건강한 세포까지 파괴하거나 암 세포를 전멸시키지 못하는 등의 단점이 있는 반면, 나노기술을 응용하면 부작용은 크게 줄이고 암 세포만 집중적으로 공략하는 것이 더 용이해진다. 지금까지 나노기술을 응용해 개발된 암 치료법이 몇 가지 있다.

1. 암 세포만 집중 공략

암 치료에 있어서 나노기술의 가장 큰 강점은 매우 작은 약물 전달체를 만들 수 있다는 점이다. 이러한 나노 전달체는 암 세포에 곧장 흡수돼 투과성과 파지효과가 뛰어나다. 따라서 화학치료를 받는 환자의 독성 반응을 줄일 수 있다. 또한 나노 전달체는 PH 수치나 열, 초음파 등 촉매제로 조절할 수도 있다.

2. 나노입자를 응용한 면역 반응

인체 면역 시스템이 암에 싸우도록 하는 면역치료도 암 치료의 한 가지 방법이다. 여기에 나노기술을 결합한 새로운 기술이 현재 연구되고 있다. 나노입자를 활용해 면역 시스템을 조절하는 분자를 전달하는 것이다. 종양을 없애기 위한 방법으로 나노입자 백신도 개발 중이다.

3. 방사능 치료 효과 증대

방사능 치료는 세포자멸사를 통한 암 치료 방법이다. 방사능이 DNA를 직접 파괴하거나 암 세포의 DNA를 파괴하는 입자를 생성하는 것이다. 하지만 방사능은 정상적이고 건강한 세포도 파괴하므로 환자의 삶의 질이 크게 악화된다. 이러한 방사능 치료에 나노기술을 융합한 광에너지 요법을 활용하면 환자를 방사능에 노출시키지 않고도 조직 속에 숨어 있는 암 세포를 직접 공격하고 방사능에 내성이 생긴 세포도 공격할 수 있다.

4. 유전자 요법 적용

유전자 치료는 DNA나 RNA 등 유전자 물질을 활용해 질병을 치료하는 방법이다. 환자의 세포에 특정 유전자를 삽입하면 사라진 유전자를 대체하거나 병원균을 공격하는 바이러스를 주입할 수 있다. 이를 암 치료에 적용하면 유전자 조작한 바이러스를 주입해 암 세포를 공격할 수 있다. 현재 아데노바이러스, 레오바이러스, 홍역바이러스, 단순헤르페스바이러스, 뉴캐슬병바이러스, 우두바이러스 등을 종양 붕괴 물질로 이용한 기술이 연구되고 있다. 나노기술을 응용하면 전달 시스템을 최적화해 안정적인 유전자 치료가 가능해진다.