장기 선택적 약물 전달 기술은 치료 효과를 극대화하고 부작용을 최소화할 수 있어 큰 기대를 받고 있다. 하지만 현존 기술로는 간·비장·폐 같은 대식세포가 활발히 활동하는 장기에만 약물을 전달하는 것이 가능하지만 콩팥·심장·뇌 같은 장기로 약물 전달은 도전적인 과제로 알려져 있다.

KAIST는 전상용(사진) 생명과학과 교수와 이희승 화학과 교수의 공동 연구팀이 인공 탄수화물 나노입자(GlyNP) 수십 종을 합성, 다양한 장기로 특이적 약물 전달과 치료를 가능하게 하는 새로운 나노의약 개발에 성공했다고 3일 밝혔다.

연구팀은 다섯 가지의 단당류 단위체를 기반으로 한 조합적인 패턴을 구현해 ‘인공 탄수화물 나노입자(GlyNP)’ 라이브러리 수십 종을 합성, 이를 직접 동물 체내에서 선택성을 평가하여 간·신장·비장·폐·심장·뇌에 대해 차별화된 선택성을 가지는 인공 탄수화물 나노입자 후보군을 선별했다.

이번 연구 결과가 게재된 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 속 표지 이미지

특히 간·신장·비장에 선택성을 가지는 인공 탄수화물 나노입자 후보군은 해당 장기 내에서 각각 간세포, 신장 상피세포, 대식세포를 표적으로 삼는 것을 확인했다.

궁극적으로 각 장기에 선택적인 인공 탄수화물 나노입자 후보군을 사용하면 해당 장기에 생긴 질병을 더욱 효과적으로 치료할 수 있음을 보여주며 장기별 맞춤형 치료의 가능성을 보였다.

전 교수는 “이번 연구를 통해 개발한 장기·세포 선택적인 약물전달시스템을 이용하면 독성을 낮추고 효능을 크게 올릴 수 있어 기존에 가능하지 않았던 장기별 질병 치료에 한 걸음 더 나아갈 수 있을 것”이라고 말했다. 이어 “향후 뇌나 심장과 같이 표적 약물 전달이 어려운 장기로 기술을 확장해 나갈 계획”이라고 덧붙였다.

이번 연구 결과는 재료공학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 3월 15일자에 온라인 게재됐다. 속 표지 논문과 화제의 논문으로도 선정됐다. 구본혁 기자