[의학신문·일간보사=차원준 기자]전남대학교 의과대학 박인규 교수 연구팀이 대장암 세포 내부를 '초소형 제약 공장'으로 탈바꿈시키는 혁신적인 나노플랫폼을 개발해 국제 학계의 주목을 받고 있다.

이번 기술은 기존 항암제가 지닌 생체 이용률 저하와 전신 독성 문제를 근본적으로 해결한 세계 최초의 '원위치 생체 직교 나노기술'이다. 연구 결과는 약물 전달 분야 최고 권위지인 'Journal of Controlled Release'(IF 11.5, JCR 상위 5% 이내)에 온라인 게재됐다.

대장암은 강력한 항산화 방어 시스템으로 기존 화학요법의 효과가 크게 떨어지는 난치성 암이다. 연구팀은 이를 극복하기 위해 '맹독성 약물을 미리 만들어 주입하는' 기존 방식을 완전히 뒤집었다. 대신 독성이 없는 두 가지 화학 전구체를 나노입자에 실어 암세포로 정확히 전달한 뒤, 종양 미세환경 특유의 산성도와 고농도 글루타치온(GSH)을 방아쇠로 삼아 암세포 안에서만 강력한 항암제를 즉석 조립하는 기술을 구현했다.

이 기술의 핵심은 'HMOI' 나노플랫폼이다. 표면에 히알루론산(HA)을 코팅해 대장암 세포를 정밀 표적하고, 입자 내부의 구리 이온(Cu(II))이 환원되면서 촉매 역할을 해 비활성 전구체들을 페로토시스 유도제 'SLZC96'으로 즉시 합성한다. 만들어진 SLZC96은 암세포의 산화 스트레스를 폭발적으로 높여 치명적인 세포 사멸(페로토시스)을 일으킨다.

또한 입자 골격에 사용된 부티레이트(Butyrate)가 약물 합성 과정에서 방출되면서 수지상 세포를 성숙시키고 항종양 면역 반응을 강력하게 자극하는 '원형질 백신' 역할까지 수행한다. 이는 단순한 약물 전달을 넘어 후성유전학적 면역 항암 효과까지 동시에 내는 융합 설계로 평가받는다.

대장암 마우스 모델 실험에서는 전신 부작용 없이 종양 성장을 완전히 정지시키고 뚜렷한 종양 퇴행을 유도하는 압도적 효능을 확인했다.

박인규 교수는 "외부에서 완성된 약물을 운반하던 시대에서 벗어나, 암세포 자체를 표적 약물 생산 공장으로 만드는 새로운 패러다임"이라며 "유방암, 췌장암 등 다양한 고형암과 환자 맞춤형 정밀의학으로 확대 적용될 수 있을 것"이라고 연구 의의를 밝혔다.

논문 제목은 'Bioorthogonal Cu-MOF Nanocatalyst Enables GSH-Triggered in Situ Drug Synthesis for xCT-Driven Ferroptosis in Colorectal Cancer'이며, 한국연구재단·보건복지부·중소벤처기업부 등 다수 정부 지원사업으로 수행됐다.