이동윤 생명공학과 교수팀이 금 나노입자 기반 광역학 치료(Photodynamic therapy, PDT) 효율을 높일 수 있는 새로운 뇌종양 치료제를 개발했다고, 한양대가 27일 밝혔다.
개발된 고효율의 광역학 치료제는 경구흡수도 가능해 복용 편의성이 높고, 조직침투깊이에 한계점을 갖는 광역학 치료 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

뇌종양은 뇌 중심부에서 발생되는 암으로, 두개골 및 정상조직으로 둘러 쌓여있어 치료용 빛 에너지 전달에 많은 어려움이 있다. 이로 인해 외과적 수술로 뇌종양 조직을 절제 한 후 두개골을 열고 광학치료를 해왔다. 하지만 해당 치료요법은 반복 치료가 불가능해 이를 극복할 수 있는 방안들이 필요했다.

이 교수팀은 금 나노입자 표면에 광역학 치료제를 탑재할 경우, 금 나노입자의 플라즈몬 공명효과로 표면에 탑재된 광역학 치료제의 여기에너지(Excitation Energy)를 약 1.6배 높여 더 많은 활성 산소를 발생시킬 수 있다는 것을 최초로 발견했다. 연구팀은 해당 현상을 ‘금속 강화 ROS 생성 (Metal-enhanced ROS generation, MERos)’ 라고 명명했다.

이 교수팀은 이어진 실험에서 금 나노입자 기반 광역학 치료제를 경구 투여해 뇌종양 병변 부위에 전달했고, 두개골을 열지 않은 상태에서도 충분한 활성산소를 발생시켜 뇌종양 조직을 85% 이상 감소시켰으며, 이를 통해 뇌종양을 치료했다.

이번 연구는 기존 광학치료제의 치료용 활성산소 발생효율을 높일 수 있는 나노의약품을 개발해 추후 췌장암, 갑상선암, 뇌종양 등 체내 깊은 곳에 위치한 종양에 외과적 절제 없이 광학치료를 가능하게 했다는데 의의를 갖는다.

과학기술정보통신부 한국연구재단이 시행하는 ICT & Future Planning의 지원을 받아 진행된 이번 연구는 생체재료분야 및 의공학 분야 세계적 학술지 「나노바이오테크놀로지 저널(Journal of Nanobiotechnology, IF=10.435)」에 지난 4일에 게재됐다.

해당 논문(제목 : A novel therapeutic strategy of multimodal nanoconjugates for state-of-the-art brain tumor phototherapy)은 한양대 생명공학과 김형식 박사과정생이 제1저자로 참여하고, 이동윤 교수가 교신저자로 참여했다.