나노기술 및 정책 정보

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미시간 대학교(University of Michigan) 연구팀이 거의 불침투성인 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있는 새로운 합성 단백질 나노입자가 악성 뇌종양에 직접 암 사멸 약물을 전달할 수 있음을 밝힘. 이 연구는 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있는 정맥 내 약물을 최초로 입증했음. 생쥐에서 입증된 이 발견은 성인에서 가장 흔하고 공격적인 형태의 뇌암인 교모세포종을 치료하기 위한 새로운 임상 요법을 가능하게 할 수 있으며, 많은 국가에서 발병률이 증가하고 있는 교모세포종 환자의 현재 평균 생존 기간은 약 18 개월이며, 평균 5 년 생존율은 5 % 미만임. 방사선과 함께 U-M 팀의 정맥 주사 요법은 8 마리의 쥐 중 7 마리에서 장기 생존을 이끌어 냈음. 7 마리의 쥐가 교모세포종의 재발을 경험했을 때, 추가적인 치료약이나 다른 임상 치료없이 암의 재성장을 막기 위해 면역 반응이 시작되었음. 이 연구 결과는 U-M 팀의 치료 약물과 나노입자 전달 방법의 조합이 초기 종양을 근절했을 뿐만 아니라, 남아있는 악성 암세포를 더 빨리 인식하고 공격할 수 있는 능력 또는 면역 학적 기억력을 가져 왔음을 시사함. 이것은 종양에 도달하기 위해 혈액-뇌 장벽을 통과할 수도 있는 치료 약물을 전신 또는 정맥 내로 전달하는 능력을 입증하는 최초의 연구임.

5년 전 연구팀은 교모세포종을 표적으로 삼는 방법을 알고 있었음. 암세포가 보내는 신호 (STAT3)를 차단하여 면역 세포를 속여 뇌 속으로 약물을 안전하게 통과하도록 했었음. 연구팀이 억제제로 그 경로를 차단할 수 있었다면, 암세포를 노출시키도록 하고 면역 체계가 암세포를 제거하도록 할 수도 있음. 하지만 연구팀은 그 당시 혈뇌 장벽을 넘어갈 방법이 없었음. Lahann의 팀은 혈액-뇌 장벽을 지나 STAT3 억제제를 운반할 수 있는 나노입자를 연구하기 시작했음. 혈액에 존재하는 인간 혈청 알부민이라는 단백질은 혈액-뇌 장벽을 통과 할 수 있는 몇 안되는 분자 중 하나이므로 Lahann의 팀은 이를 나노입자의 구조적 빌딩 블록으로 사용했음. 그들은 합성 분자를 사용하여 이러한 단백질을 연결한 다음 STAT3 억제제와 종양 유도 장치 역할을 하는 iRGD라고 하는 펩티드를 부착했음. 3 주 동안 마우스 코호트는 새로운 나노의약을 여러 번 투여 받았으며, 마우스의 평균 생존 기간은 치료하지 않은 경우의 28 일에서 41 일로 연장되었음. 그 성공에 이어 팀은 현재의 치료 표준인 집중 방사선 요법과 함께 약물을 사용하여 두 번째 마우스 연구를 수행했음. 8 마리의 마우스 중 7 마리는 장기 생존에 이르렀고 악성 침습성 종양 세포의 징후없이 완전히 종양이 없는 것처럼 보였음.

본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ (“Systemic brain tumor delivery of synthetic protein nanoparticles for glioblastoma therapy”) 지에 게재됨