포스텍 김원종 교수팀, 자가-희생 일산화질소 기반 항암제 개발

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[헤럴드경제=구본혁 기자] 정해진 표적만을 노리는 암살자처럼 숨어있다가 암세포가 체내에 들어오면 선택적으로 집중 공격하는 신개념 치료법이 개발됐다.

포항공과대학교(포스텍) 화학과 김원종 교수 연구팀은 생체 단백질인 알부민과 결합해 림프절 내 암세포를 제거하는 자가-희생 일산화질소 전구약물(self-immolative nitric oxide prodrug)을 개발했다. 전구약물이란 몸속에서 대사 과정을 거쳐야 효과가 나타나는 약물을 말한다.

일산화질소는 몸속에서 다양한 생체 기능을 유도할 수 있기 때문에, 이를 치료에 활용하려는 연구들이 진행돼 왔다. 그러나 이전까지 개발된 일산화질소 약물은 분자의 구조적 불안정성으로 인해 기체가 자발적으로 빠져나가 실질적으로 치료에 적용하기 어려웠다.

연구팀이 개발한 약물은 몸속에서 선택적으로 반응해 일산화질소를 방출한다는 점이 특징이다. 이번 연구에서는 림프절로 빠르게 이동하는 알부민의 특성을 이용해 전구약물이 림프절 내 암세포를 제거하도록 했다.

소동물 대상의 연구 결과, 약물로 치료한 소동물은 그렇지 않은 소동물보다 림프절로 전이된 암세포 무게가 약 30배 적었다. 또한 약물로 치료한 소동물이 85% 생존한 반면, 치료하지 않은 소동물은 14%만이 생존했다.

이 약물은 기존 일산화질소 약물과 달리 물과 닿아도 저절로 분해되지 않아 보관하거나 운반하기 쉽다는 장점이 있다. 부작용도 림프절을 제거하는 수술에 비해 현저히 낮다. 특히 약물을 구성하는 3-모르폴리노시드노이민 염산염이 이미 임상에서 이용되고 있으며 알부민 또한 몸속에 존재하는 단백질이므로 상용화될 가능성이 더욱 크다.

a) 환원반응성 일산화질소 전구약물과 응용(전달체와의 접합) 개략도, 또한 산화환원으로 유발된 자가-희생에 의한 단편화 작용 원리. b) 전이성 암 치료를 위한 환원반응성 일산화질소 전구약물의 림프 전달과 치료 과정 도식화.[포스텍 제공]
a) 환원반응성 일산화질소 전구약물과 응용(전달체와의 접합) 개략도, 또한 산화환원으로 유발된 자가-희생에 의한 단편화 작용 원리. b) 전이성 암 치료를 위한 환원반응성 일산화질소 전구약물의 림프 전달과 치료 과정 도식화.[포스텍 제공]

김원종 교수는 “자가-희생 일산화질소 전구약물로 일산화질소의 부작용은 최소화하고 치료 효과는 극대화할 수 있다”며 “향후 암, 자가면역질환, 난치성 신경질환, 감염성질환 등의 예방 또는 치료에 유용하게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 1월 5일 자에 게재됐다.


nbgkoo@heraldcorp.com