'빛' 이용한 약물효과 극대화 방법 찾았다(07.18)

IBS '복잡계연구단' 작용기전 규명…원격 약물치료 신기원 개척

 

 

 

▲ 광열효과를 이용한 산화 그래핀 기반 나노구조체의 약물 전달 조절 메커니즘. 약물을 담지한 산화 그래핀 기반 나노구조체가 광열 효과에 의해 효과적으로 엔도좀을 탈출한 후, 광열효과와 세포 내의 글루타 싸이온에 의해 약물 방출이 촉진되는 일련의 과정을 보여준다. ⓒ 2013 HelloDD.com

 

 

빛과 환원된 산화그래핀을 이용해, 약물 효과를 극대화하는 방법이 국내 연구진에 의해 확인됐다. 이번 연구결과에 따라 약물 효과 향상은 물론 원하는 시간에 원하는 부위로 약물을 전달할 수 있는 스마트 원격 처방의 신기원을 열 것으로 기대가 모아지고 있다.

 

기초과학연구원(원장 오세정)은 김원종 복잡계자기조립연구단 그룹리더팀이 '빛과 환원된 산화 그래핀을 이용해 약물 전달 효과를 극대화 할 수 있는 작용기전'을 규명했다고 18일 밝혔다.

 

약물 전달을 위한 환원된 산화 그래핀 기반 나노구조체 개발과 더불어 근적외선 조사에 의한 약물 전달 극대화 작용 원리를 밝혀냄으로써 질병 부위에서 특정적으로 약물을 방출시켜 약물의 효과를 기존 대비 40% 높였다.

 

더불어 물질이 세포 내 유입되는 과정에서 형성되는 엔도좀이 근적외선 영향을 받으면 쉽게 파괴돼 약물성분이 효과적으로 방출되는 원리를 밝혀내 다양한 약물전달의 가능성을 제시했다는 점에서 높이 평가받고 있다. 이 연구결과는 11일 미국화학회의 나노분야 권위저널인 ACS 나노지 온라인에 실렸다.

 

연구진은 환원된 산화 그래핀 기반의 나노 구조체가 기존의 나노 입자 기반의 약물 전달체 보다 많은 약물을 쉽게 담을 수 있고 근적외선에 의해 광열효과를 나타낼 수 있다는 점에 착안해 연구를 진행했다.

 

이들은 환원된 산화 그래핀 나노구조체가 sp2 탄소 구조 회복을 통해 우수한 약물 담지 능력과 근적외선에 의한 광열효과 가질 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 광열 자극에 의한 약물 전달 조절이 가능한 전달체를 개발했다.

 

이렇게 만들어진 나노구조체를 이용해 세포를 대상으로 한 약물 치료실험 결과, 근적외선 광열효과를 통한 약물 전달 효율이 나노구조체만 이용했을 때보다 40% 이상 효율이 높았음을 확인했다.

 

이번 연구성과는 피부 및 조직 투과력이 우수한 근적외선 영역의 빛을 이용하는 만큼 암 등 다양한 난치성 질병치료의 토대가 될 전망이다.

 

제1저자인 김현우 연구원은 "광열 효과를 이용한 산화 그래핀 기반 약물 전달 메커니즘을 규명한 만큼 앞으로 지속적인 연구를 통해 생체적합성, 질병 특이성 등을 보완할 계획"이라고 밝혔다.

 

김원종 그룹리더는 "근적외선이라는 무해한 외부 자극에 의해 약물 전달 조절이 가능한 환원된 산화 그래핀 기반의 새로운 약물 플랫폼을 개발하고 작용원리까지 규명해 앞으로 원하는 시간, 원하는 부위에 원하는 양의 약물을 전달할 수 있는 스마트한 약물 전달 시스템으로의 적용이 가능할 것"이라고 기대감을 나타냈다.

 

 

▲ 약물을 담지한 나노구조체를 처리한 암세포에 빛을 조사할 경우, 암세포 사멸 효율이 40 % 이상 증가하는 것으로 확인됐다. ⓒ 2013 HelloDD.com

 

 

▲ 빛과 환원된 산화 그래핀을 이용, 약물 효과 극대화 방법을 밝힌 김원종 IBS 복잡계자기조립연구단 그룹리더(왼쪽)와 논문

제1저자인 김현우 연구원. ⓒ 2013 HelloDD.com

 

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