독소루비신 변형 없이 금속 이온 배위결합 활용…항암 면역반응 강화 기대

경희대학교와 건국대학교 공동연구팀이 기존 항암제인 독소루비신을 화학적으로 변형하지 않고 치료 효과를 높일 수 있는 나노 플랫폼을 개발했다. 금속 이온과 약물 간 배위결합을 활용해 약물 전달과 항암 면역반응을 함께 강화하는 방식이다.

경희대(총장 김진상)는 최정욱 약학대학 교수 연구팀과 박주호 건국대 글로컬캠퍼스 바이오의약학과 교수 연구팀이 공동연구를 통해 금속 이온과 독소루비신의 배위결합을 기반으로 한 나노 항암제 플랫폼을 개발했다고 22일 밝혔다.

독소루비신은 여러 암종 치료에 쓰이는 대표적인 화학 항암제다. 다만 심장 독성, 비특이적 분포, 제한적인 치료 효율 등 부작용과 한계가 지적돼 왔다.

연구팀은 기존 항암제의 구조를 바꾸지 않고 '금속-약물 이중 배위결합' 개념을 적용했다. 약물을 나노입자에 단순히 싣는 방식이 아니라, 독소루비신 자체가 나노 플랫폼의 구성 요소로 작용하도록 설계했다.

연구팀은 헤파린 기반 고분자에 도파민의 카테콜 구조를 도입하고, 금속 이온을 매개로 독소루비신과 연결되는 나노 구조를 만들었다. 이 구조에서 금속 이온은 독소루비신을 연결하는 중심 역할을 하며, 독소루비신과 금속 간 산화환원 반응을 유도한다.

이를 통해 암세포 안의 산화 스트레스를 높이고, 암세포가 면역세포에 더 잘 인식되도록 하는 면역원성 세포 사멸을 유도했다. 연구팀은 이를 통해 항암 면역반응까지 강화할 수 있는 가능성을 확인했다고 설명했다.

이번 플랫폼은 다양한 소재와 금속 이온으로 확장할 수 있다는 점도 특징이다. 금속 배위가 가능한 작용기를 가진 고분자나 펩타이드 소재를 기반 물질로 활용할 수 있고, 철 이온뿐 아니라 칼슘, 망간 등 다른 금속 이온도 적용할 수 있다.

최정욱 교수는 "금속 이온과 상호작용할 수 있는 다양한 항암제와 생리활성 약물을 조합할 수 있다"며 "질환 특성과 치료 목적에 따라 소재, 금속, 약물을 맞춤형으로 설계하는 차세대 나노 의약 플랫폼으로 발전할 가능성이 있다"고 말했다.

이번 연구 결과는 약학·약물전달·나노의약 분야 국제학술지 '악타 파마슈티카 시니카 비(Acta Pharmaceutica Sinica B, IF=14.6, JCR 1%)'에 게재됐다. 연구 참여자 전원은 지난 11일 생물학연구정보센터(BRIC) '한국을 빛낸 사람들'에 등록됐다. 연구는 한국연구재단 바이오의료기술개발사업 등의 지원을 받아 수행됐다.