전상용(KAIST)·전영수(GIST) 교수팀 주도…효모 천연소포체 '액포' 약물전달체로 이용
카이스트(KAIST) 생명과학과 전상용 교수 연구팀과 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 전영수 교수 공동연구팀이 효모 기반의 바이오소재로 항암제를 표적 암에 전달하는 원천기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 기술은 효모에 존재하는 천연 소포체인 '액포'를 항암제를 전달하는 약물전달체로 이용했다.
약물전달시스템은 기존의 합성의약품 기반 항암 치료에 비해 독성을 크게 낮출 수 있다. 현재 미국 식약청의 허가를 받아 치료에 사용되는 약물전달시스템은 리포좀 제제와 알부민 나노입자가 있다.이 같은 나노입자 기반 약물전달시스템은 특정 암을 표적해 치료하는 기술이 아니다.
따라서 최근에는 특정 암을 표적해 부작용을 낮추고, 치료 효능은 개선시키는 ‘표적형 약물전달시스템’에 대한 연구가 활발하다.
하지만 대부분의 표적형 약물전달시스템은 고분자, 무기 나노입자같은 인공소재 기반이다.
인공소재들은 생체 적합성이 낮고 몸속에 장기간 남아 잠재적 독성을 유발할 수 있다는 한계를 갖는다.
이에 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 빵과 맥주 등의 발효에 사용되는 효모를 이용했다. 효모 안의 소포체인 액포를 항암제 전달 소재로 사용한 것.
연구팀은 기존 효모를 유전자변형 시켰다. 유방암에 결합가능한 표적 리간드가 도입된 표적형 효모액포로 제조한 것이다.
표적 리간드란 항원을 선택적으로 인식하는 항체와 같이 암 세포 표면에 과다 발현되어 있는 특정표식을 선택적으로 인식해 결합할 수 있는 물질을 말한다.
연구팀은 항암제로 사용되는 독소루비신을 표적형 효모액포에 선적해 약 100nm(나노미터) 직경을 갖는 암 치료용 표적형 약물전달시스템을 구축했다.
이 액포의 성분은 인간의 세포막에 존재하는 지질 성분들과 비슷해 암 세포와의 막융합이 수월하게 이뤄진다.
이에 따라 항암제를 암 세포 안으로 효과적으로 전달할 수 있고, 생체 적합성이 높아 안전한 약물전달시스템이 될 수 있다.
연구팀은 "유방암 동물실험에서 표적형 효모액포 약물전달시스템은 기존 독소루비신 치료 그룹에 비해 약 3배 이상의 항암제를 암 조직에 전달해 우수한 치료 효능을 보였다"고 밝혔다.
또 "이 기술을 통해 다른 생물체 기반의 나노 소포체를 이용한 약물전달시스템 개발에도 활용 가능할 것으로 기대된다"고 덧붙였다.
