나노기술 및 정책 정보

• 목록

암 치료에 사용되는 많은 화학 요법 치료제는 악성 종양뿐만 아니라 정상 세포에도 독성이 있기 때문에 다양한 심각도의 부작용과 관련이 있음. 이것은 현재 대부분의 암을 치료하는 합성 의약품에 대한 효과적인 대안을 찾는 동기를 부여했음. 이 목적을 달성하기 위해 인산 칼슘과 구연산염의 사용은 세포에 직접 전달되어 세포를 파멸시키는 반면 순환계에는 독성 효과가 거의 또는 전혀 없기 때문에 몇 년 동안 논의되고 있음. 문제는 이러한 화합물을 세포의 흡수로 제어하는 ​​메커니즘을 찾고 화합물이 제거하고자하는 세포에 선택적으로 작용하도록 하는 것임.

독일의 루트비히-막시밀리안 뮌헨 대학교(Ludwig Maximilian University of Munich) 연구팀이 칼슘과 구연산염으로 구성된 새로운 비정질 나노입자 클래스를 개발하여 흡수 장벽과 표적 방식으로 종양 세포를 죽일 수 있음을 보고하였음.

인산 칼슘과 구연산염은 모두 많은 세포 신호전달 경로의 조절에 관여함. 따라서 세포질에 존재하는 이러한 물질의 수준은 이러한 경로의 중단을 방지하기 위해 엄격하게 제어됨. 결정적으로, 새로운 연구에서 설명된 나노 입자는 이러한 규제 제어를 우회할 수 있음. 연구팀은 인산 칼슘과 구연산염으로 구성된 비정질 다공성 나노 입자를 준비했으며, 이 나노입자는 지질층에 캡슐화되어 있음. 캡슐화는 이러한 입자가 대응책을 흐트러뜨리지 않고 세포에 쉽게 흡수되도록 함. 일단 세포 내부에서 지질층은 효율적으로 분해되어 많은 양의 칼슘과 구연산염이 세포질에 제공됨. 배양된 세포에 대한 실험에서 입자의 치명성은 선택적이라는 것이 밝혀졌음. 암 세포를 죽이지만 건강한 세포(입자를 흡수하는)는 본질적으로 손상되지 않은 상태로 남겨 둠. 분명히, 입자는 암세포에 매우 독성이 있을 수 있음. 실제로 우리는 종양이 더 공격적 일수록 살상 효과가 더 크다는 것을 발견했음. 세포 흡수 중에 나노입자는 두 번째 막 코팅을 획득함. 이 연구의 저자들은 암세포에 특이적인 알려지지 않은 기전이 이 외막의 파열을 일으켜 소포의 내용물이 세포질로 누출되도록 한다고 가정했음. 반면 건강한 세포에서는 이 가장 바깥 쪽 층이 완전성을 유지하고 소포는 이후 그대로 세포 외 배지로 배설되는 것임.

입자의 고도로 선택적인 독성 덕분에 마우스 실험에서 두 가지 다른 유형의 매우 공격적인 흉막 종양을 성공적으로 치료할 수 있었음. 국소 투여만으로 종양 크기를 각각 40 %와 70 %까지 줄일 수 있었음. 많은 흉막 종양은 폐 종양의 전이성 산물이며, 폐와 흉곽 사이의 흉강에서 발생함. 이 부위에는 혈액이 공급되지 않기 때문에 화학 요법 치료제가 접근할 수 없음. 반대로 우리 나노입자는 흉막 강에 직접 도입될 수 있음. 또한 2 개월 치료 과정에서 심각한 부작용의 징후가 발견되지 않았음. 전반적으로 이러한 결과는 새로운 나노입자가 다른 유형의 암에 대한 새로운 치료법의 추가 개발에 큰 잠재력을 가지고 있음을 시사함.

본 연구 성과는 ‘Chem’ (“Synergistic Combination of Calcium and Citrate in Mesoporous Nanoparticles Targets Pleural Tumors”) 지에 게재됨