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DNA 나노구조체 이용해 암 표적 약물 발굴한다

안대로 KIST 박사 연구팀, DNA 나노입자 라이브러리 구축
안 박사 "라이브러리 구축으로 맞춤형 항암제 개발 기대"
안대로 KIST 박사 연구팀은 DNA 조합으로 다양한 종류의 나노입자 라이브러리를 구축했다. 연구팀은 라이브러리를 통해 맞춤형 항암제를 개발할 수 있다고 전했다. <사진=이미지투데이>안대로 KIST 박사 연구팀은 DNA 조합으로 다양한 종류의 나노입자 라이브러리를 구축했다. 연구팀은 라이브러리를 통해 맞춤형 항암제를 개발할 수 있다고 전했다. <사진=이미지투데이>

항암제는 정상 세포까지 공격할 수 있어 면역 체계에 영향을 준다. 효과적인 암 치료를 위해선 항암제가 암 조직에 정확하게 전달되는 것이 중요하다. 이를 위해 나노입자 기반 '암 표적 약물 전달체' 연구가 진행되고 있지만, 나노입자의 암 조직 도달량은 주입량 대비 평균 0.7%에 불과하다. 

최근 국내 연구진이 DNA 분자의 자기조립 성질을 이용해 암 표적 전달체를 발굴할 수 있는 기술을 개발했다. KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 안대로 박사팀이 DNA 서열과 DNA 화학 성분을 조합하는 연구를 수행해 16개 종류의 DNA 나노입자로 구성되는 라이브러리를 구축했다고 15일 밝혔다.

안대로 박사 연구팀은 라이브러리를 통해 각 질환에 맞는 맞춤형 항암제를 개발할 수 있다고 전했다. 연구팀은 1나노미터 이하 수준에서 크기와 모양 제어가 가능한 DNA 염기서열 기반 나노 구조체를 약물 전달체로 활용했다. 

DNA는 생명 분자로 잘 알려졌지만, 염기 서열을 분자설계 코드로 활용하면 다른 소재로는 불가능한 다양한 형태와 크기의 나노 구조체를 정밀하게 조절해 만들 수 있다. 연구팀은 다양한 DNA 종류와 서열 순서를 조합해 모양과 화학적 성분이 다른 나노입자 라이브러리를 구축했다. 

구축한 DNA 나노입자 라이브러리를 동물 모델에서 검색해 기존에 보고된 다른 암 표적성 나노입자보다 약 3배 이상의 전달률을 보이는 고성능 암 표적 전달체 3종을 발굴하는 데 성공했다. 발굴된 전달체에 저분자 항암제 및 단백질 항암 약물을 탑재해 암 질환 동물 모델에 주입했을 때 다른 장기에는 손상을 주지 않고 암 조직에만 선택적으로 약물이 도달해 높은 항암 효능을 보였다.

안대로 KIST 박사는 "이번 연구를 통해 개발한 DNA 나노입자 라이브러리 기반 약물 전달체 검색 기술을 활용하면 암 조직에 선택적인 약물 전달체를 개발할 수 있다"라며 "특히 뇌처럼 약물이 도달하기 힘든 조직을 포함해 다양한 표적 세포와 조직에 선택적이고 효율적으로 약물을 전달할 수 있는 전달체를 발굴할 수 있을 것으로 기대한다"고 설명했다.

안대로 KIST 박사팀에서 DNA 합성을 통해 개발한 16가지 종류의 DNA 나노입자 라이브러리. <사진=KIST 제공>안대로 KIST 박사팀에서 DNA 합성을 통해 개발한 16가지 종류의 DNA 나노입자 라이브러리. <사진=KIST 제공>
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