나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Massachusetts Institute of Technology(MIT)의 Paula T. Hammond 교수 공동연구팀은 35가지 다른 유형의 나노입자와 500가지 유형의 암세포 사이의 상호작용에 대한 분석을 통해 암세포가 나노입자를 흡수하는 기작에 대한 생물학적 특성을 규명

● 항암제를 전달하기 위해 나노입자를 사용하는 것은 화학요법에서 발생하는 부작용을 피하면서 많은 양의 약물로 종양을 공격할 수 있는 방법을 제공하지만, 지금까지 FDA 승인을 받은 나노입자 기반 암 치료제를 극소수에 불과

● 연구팀은 이전 연구에서 서로 다른 유형의 암세포가 종종 동일한 나노입자에 다르게 반응하는 것을 확인하였고, 이에 세포 간의 생물학적 차이가 반응의 변화를 유발할 수 있다고 가정하였고, 차이점이 무엇인지 밝히기 위해 많은 유형의 나노입자와 상호작용하는 다른 세포를 확인 

● 연구 과정에서 세포-약물 상호작용 대신 세포-나노입자 상호작용을 스크리닝하기 위해 플랫폼을 적용하였고, 스크리닝을 위해 22개의 서로 다른 조직에서 488개의 암세포를 사용

● 각 세포 유형은 나중에 세포를 식별할 수 있도록 고유한 DNA 서열로 바코딩되며, 기타 생물학적 특성에 대한 광범위한 데이터 세트도 사용 가능 

● 연구팀은 나노입자 측면에서 35개의 입자를 만들었으며, 각 입자는 표적 분자로 코팅하여 핵심 구성 요소와 화학적 영향을 연구하는 것이 가능

● 그리고 연구팀은 세포를 35개의 서로 다른 나노입자 중 하나에 노출시켰으며, 각 나노입자에는 형광 태그가 있어 얼마나 많은 형광을 발산했는지에 따라 세포를 분리하는 것이 가능

● 이러한 측정을 기반으로 각 세포에는 나노입자에 대한 친화도를 나타내는 점수가 할당되었고, 연구팀은 AI를 활용하여 세포에 사용할 수 있는 다른 모든 생물학적 데이터와 함께 해당 점수를 분석

● 해당 분석은 다양한 유형의 나노입자에 대한 친화성과 관련된 수천 가지 특징 또는 바이오마커를 산출했으며, 마커의 대부분은 입자를 결합하거나 세포로 가져오거나 처리하는 데 필요한 세포를 코딩하는 유전자였음을 확인

● 향후 연구팀은 연구에서 살펴보지 못한 다른 나노입자도 조사할 예정

※ Science 게재(2022.07.22.), “Massively parallel pooled screening reveals genomic determinants of nanoparticle delivery”