[과학을 읽다]나노인공세포로 약물전달한다

국내연구팀, 잘병 영상화 위한 조영제 응용가능

▲동물세포와 개발된 나노인공세포와 제작공정에 대한 모식도.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 독성이 없는 나노인공세포가 개발됐습니다. 나노는 10억분의1m의 매우 작은 크기입니다. 세포만큼 작아 쓰임새가 많습니다. 나노인공세포에 약물을 담아 특정 질환에 투입하면 맞춤형 치료제를 만들 수 있습니다. 질병에 대한 영상을 찍기 위한 조영제로 사용가능합니다.

이 같은 매우 좋은 조건을 가지고 있음에도 나노소재는 생체독성이 있어 문제였습니다. 이 같은 문제점을 해결하기 위한 방법 중 하나가 생체 친화적 물질로 나노물질을 코팅해주는 방법입니다. 여기서 끝난 게 아닙니다. 생산량이 매우 낮고 원하는 생체적합성 물질로 코팅된 나노물질에 대한 순도가 극히 낮았습니다. 추가적 분리정제과정이 요구됐습니다.

이번에 선보인 나노인공세포는 이 같은 문제점을 많은 부분 극복했습니다. 나노인공세포는 내부에 핵과 외부에 세포막이 존재하는 인간 세포(동물세포)와 비슷합니다. 내부에 금속 나노입자가 존재하고 이를 세포막의 구성성분인 인지질 막이 둘러싸고 있는 물질입니다.

연구팀은 내부에는 금속 나노입자, 외부에는 리포좀(liposome)으로 이뤄진 독이 없는 나노인공세포를 만들었습니다. 리포좀 내부에서만 자동적으로 나노입자가 생성하도록 해 별도의 분리정제 공정이 필요하지 않습니다. 기존 방법과 비교했을 때 순도는 약 100배 높아졌습니다. 의료소재의 비용을 획기적으로 낮출 수 있습니다.

암과 같은 주요 질병의 조기 진단, 보다 정확한 치료를 위해 다양한 나노물질들이 차세대 의료소재로 주목 받고 있습니다. 나노물질을 우리 몸에 사용하기 적합하게 만드는 방법 중의 하나는 나노물질 표면을 생체 친화적 물질로 코팅해주는 기술입니다. 지금까지 보고된 방법들은 생산량이 매우 낮고 원하는 생체 적합한 물질로 코팅된 나노물질의 생성 비율이 1% 이하로 매우 낮습니다. 별도의 분리공정을 통해 순도를 높여야 했습니다.

연구팀은 무독성 나노인공세포만을 별도의 분리공정 없이 높은 순도로 생산하는 공정을 새롭게 내놓았습니다. 개발된 나노인공세포는 기존 무기 나노소재의 생체독성을 해결하고 별도의 분리정제과정 없이 순도를 높일 수 있습니다. 기존 리포좀 기반 약물전달방법에 활용돼 약물전달의 효율, 활용도를 높일 수 있습니다.

이번 연구는 강태욱 서강대 교수 연구팀이 수행했습니다. 연구 결과는 국제학술지 사이언스(Science) 자매지인 사이언스 어드밴스(Science Advances) 12월16일자(논문명: General and programmable synthesis of hybrid liposome/metal nanoparticles)에 실렸습니다.

강태욱 교수는 "이번 연구 성과는 기존의 무기 나노입자를 차세대 바이오의료소재로 활용하기 위해 가장 큰 걸림돌인 생체독성의 문제를 해결하고 의료소재의 비용을 높일 수 있는 별도의 분리정제과정 없이 순도를 높일 수 있는 기술을 개발한 것"이라며 "나노인공세포는 앞으로 암과 같은 질병의 조기 진단과 정확한 치료에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다"고 말했습니다.