박석호 전남대학교 교수 연구팀이 항암제가 탑재된 대식세포(면역세포의 일종)의 구동제어로 고형암 추적과 치료가 가능한 직경 20마이크로(μm)의 의료용 마이크로 로봇을 개발했다고 26일 밝혔다.

기존 고형암 치료는 종양조직보다 오래 잔류하는 특성을 가진 나노파티클(이하 NPs)을 사용한 약물 전달체를 혈관에 투입해 암 조직을 사멸시키는 방법을 사용했다.

그러나 혈관만을 따라 약물 전달이 가능한 NPs로는 능동적이고 효율적인 약물 전달이 어려웠던게 사실이다. 또 약물 전달의 주요 표적인 종양 중심부에는 혈관이 제대로 형성되지 못해 약물전달이 쉽지 않았다.

NPs의 크기를 효율적으로 구사하기 어려운 것도 문제였다. 크기가 너무 작으면 신장, 간 등에 의해 체외로 배출되고 너무 크면 백혈구, 자연살해 세포(NK세포) 등에 의해 제거되기 때문이다.

면역세포를 이용한 항암 치료는 현재 사용되는 항암 요법 중 가장 안전한 방법으로 알려져 있다. 하지만 치료과정 상의 초과 시간 및 비용 발생, 항원 다양화에 따른 표적 항원 선택의 어려움 등의 한계가 있었다.

연구팀은 동물 유래의 대식세포를 기반으로 마이크로 로봇을 개발, 기존 NPs를 이용한 약물전달 체계와 면역 세포의 제한적인 치료 방식을 극복했다.
 
마이크로 로봇은 산화철을 탑재해 외부 자기장으로 종양 주변부까지 능동적인 표적이 가능하다. 또 자체 암 지향성을 가진 대식세포를 기반으로 해 종양 중심부를 표적할 수 있다.

무엇보다 대식세포를 약물전달체로 이용하기 때문에 저장 활성화, 암 항원에 의한 표적화 등 추가 과정이 필요없다.

이번 성과는 2013년 12월에 발표한 박테리오봇에 이은 결과다. 연구결과는 Nature의 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)’에 지난달 27일자로 게재됐다.

박석호 교수는 "면역세포를 이용한 마이크로 로봇 연구는 향후 세계적 의료용 로봇의 주된 연구방향 중의 한 줄기가 될 것"이라며 "면역세포를 이용한 방식은 인체에 거부반응이 없기에 향후 자기장 구동기술과 결합되어 더욱 진보한 항암 치료제 기술로 활용될 것으로 기대된다"고 말했다.