빛과 환원된 산화 그래핀을 이용해 약물 효과를 극대화할 수 있는 작용기전이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.
기초과학연구단(IBS) 복잡계 자기조립연구단(단장 김기문) 김원종 그룹리더(포스텍 교수)와 김현우 연구원은 환원된 산화 그래핀 기반의 나노구조체를 개발하고 근적외선 조사에 의한 약물 전달 극대화 작용기전을 밝혔다.
이번 성과는 질병 부위에서 특정적으로 약물을 방출시켜 약물의 효과를 기본 대비 40% 향상시킨 것으로 평가받고 있다.
연구팀은 물질이 세포 내에 유입되는 과정에서 형성되는 세포막 일종인 `엔도좀`이 근적외선 영향을 받으면 쉽게 파괴돼 약물성분이 효과적으로 방출되는 원리를 밝힌 셈이다. 이는 향후 효과적으로 약물을 전달할 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다.
약물이 질병부위에 효과적으로 전달되기 위해서는 외부자극을 통한 시·공간적 약물전달이 필요하다. 외부자극으로는 빛과 온도, 자기장, 초음파 등이 활용되고 있다.
이들 중 빛은 원하는 시간과 부위에 특이적으로 자극을 줄 수 있어 주목을 받아왔다. 특히 근적외선 빛은 피부 및 조직 투과력이 우수해 응용 가능성이 높다.
연구진은 환원된 산화 그래핀 기반 나노구조체가 기존 나노 입자 기반 약물전달체보다 많은 약물을 쉽게 담을 수 있다는 것을 알아냈다. 또 근적외선에 의해 광열효과를 나타낼 수 있다는 점에 착안, 광열자극에 의한 약물전달 조절이 가능한 약물전달체를 개발한 것이다.
이번 연구는 광열치료를 이용한 여러 난치성 질병치료의 기초가 되는 것은 물론이고 향후 의약학, 보건의료, 암치료 등에 다양하게 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
김원종 교수는 “앞으로 원하는 시간과 부위에 원하는 양의 약물을 전달할 수 있는 스마트한 약물전달시스템으로 적용이 가능하다”고 설명했다.
한편, 이번 연구결과는 미국화학회 나노분야 권위저널인 `ACS Nano`지 온라인에 게재됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
