일요주간 - 이은성 교수 연구팀, 나노 입자 개발해 약물 효과 극대화 가능성 제시

[일요주간=노정금 기자] 국내 연구진이 향후 차세대 진단 및 치료 기반, 생체조직공학 및 기능성 화장품 소재 개발에 새로운 가능성 열 차세대 나노입자 제조기술을 개발했다.

나노(Nano)입자는 10억분의 1미터 크기의 입자로, 산화철 나노입자는 MRI 영상조영제로, 산화아연 나노입자는 자외선차단제인 선블록 크림으로 상용 중이며 약물 전달과 치료의 효과를 향상시키기 위해, 전 세계 과학자들은 크기가 작으면서도 효과가 뛰어나다.

현재 약물은 구강복용, 정맥주사, 피부를 통한 가시적 전달경로로 투약되는데, 만일 나노입자를 이용하면 필요한 약물을 정확한 지점으로 전달할 수 있어 약물의 효과를 극대화할 수 있게 된다.

이은성 교수 연구팀은 로마신화에 나오는 야누스의 두 얼굴에서 착안하여 2개의 서로 다른 나노입자를 정확히 1:1로 결합시킨 새로운 형태의 나노입자를 개발하고 ‘야누스 나노입자’로 이름 붙였다.

기존의 나노입자는 약물이나 생리활성물질을 넣을 수 있는 공간이 내부 중심 한 곳밖에 없어 성능과 기능에 한계가 있었다. 예를 들면 2가지 이상의 약물을 나노입자에 넣고 싶지만, 약효를 나타내기 전에 서로 반응하는 등 제어하기 어려운 문제점이 있었다.

최근 국내 제약산업에서는 개발기간도 짧고 2가지 이상의 효과를 거둘 수 있다는 장점 때문에, 개량신약의 일종인 고지혈증과 고혈압약, 당뇨와 고혈압약 등 2가지 이상의 약물들을 결합한 기능성 약물 복합제제 에 대한 관심이 크게 증가되고 있다. 특히 대내‧외적인 위기를 극복하고 국내 제약산업의 글로벌화 및 성장을 위해, 이 교수팀이 개발한 야누스 나노입자는 2개의 약물 저장 공간을 갖는다는 점에서 차세대 약물 복합제제로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

예를 들면 약물에 내성이 강한 암세포를 치료할 때, 연구팀이 개발한 야누스 나노입자의 한 면에는 내성을 억제하는 약물을, 다른 한 면에는 치료 약물을 시차를 두고 방출하면, 해당 암세포를 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 이밖에도 나노입자 한 면에 ‘진단기능’과 다른 한 면에 ‘치료기능’의 약물을 투입하면, 신개념 진단‧치료제를 개발할 수 있다.

이번 연구는 가톨릭대 이은성 교수(38세)가 주도하고, 이웅렬 석사과정생(제1저자) 등이 참여하였으며 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 일반연구자지원사업(기본연구) 등의 지원으로 수행되었다.

이 교수팀은 야누스 나노입자 기술을 더욱 발전시켜, 삼중구조, 사중구조, 포도송이 형태의 나노입자 등과 같은 다양한 모양의 나노입자를 만들고 제어하는 기술 확보에도 성공하였다.

이은성 교수는 “이번 연구성과는 나노입자를 1:1로 결합한 야누스 구조, 삼중구조, 사중구조, 포도송이 모양 등 다양한 형태의 나노입자를 만드는데 성공한 사례로, 향후 의약품뿐만 아니라 화장품 등 실생활에 다각적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 연구의의를 밝혔다.

한편 이번연구논문은 화학분야의 권위 있는 학술지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’ 18일자에 게재되었다.

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