나노기술 및 정책 정보

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효과적인 표적 암 치료법 개발의 주요 과제 중 하나는 암세포 자체의 이질성임. 이러한 변이는 면역체계가 종양을 인식하고 반응하며 적극적으로 싸우는 것을 어렵게 만드는 것임. 그러나 이제 나노기술의 새로운 발전으로 인해 암 치료를 위한 표적화된 맞춤형 "백신"을 제공할 수 있게 되었음.

시카고 대학교(University of Chicago) 연구팀이 종양 조직 내에서 암세포를 직접 사멸하기 위해 X선의 조사로 자유 라디칼을 생성하기 위해 하전된 나노 스케일 금속 유기 프레임워크의 활용을 시연함. 또한 종양 세포에 대한 면역 반응을 활성화하기 위해 PAMP로 알려진 면역 신호 분자를 전달하는 데 동일한 프레임 워크를 사용할 수 있음. 이 두 가지 접근법을 쉽게 투여할 수 있는 하나의 "백신"으로 결합함으로써, 이 새로운 기술은 치료하기 어려운 암의 더 나은 국소 및 체계적 치료의 열쇠를 제공 할 수 있음.

연구팀은 무기화학과 암 생물학의 전문지식을 결합하여 타고난 면역 반응을 적절하게 표적으로 설정하고 활성화하는 문제를 해결했음. 이 연구는 종양에 침투할 수 있는 격자 형태의 기본 단위로 구성된 나노 스케일 구조인 나노 스케일 금속 유기 프레임워크 또는 nMOF의 고유한 특성을 활용했음. 이러한 nMOF는 X-선의 조사로 고농도의 자유 산소 라디칼을 생성하여 암세포를 직접 죽이고 면역계가 백신과 같이 암세포를 인식하고 제거하는 데 도움이 되는 항원과 염증 분자를 생성할 수 있음. 격자 모양의 구조는 또한 nMOF를 종양에 직접 항암제를 전달하는 데 이상적인 수송체로 만들 수 있음. 그러나 지금까지 암 종양을 제거하는 데 필요한 선천적 및 적응성 면역 반응을 활성화하는 것은 어려웠음. 이 새로운 연구에서 연구원들은 접근 방식을 더욱 세밀하게 조정했음. 이번에 그들은 병원체 관련 분자 패턴 또는 PAMP로 알려진 약물이 적재될 수 있는 새로운 유형의 nMOF 구조를 생성했음. 이제 nMOF를 암성 종양에 적용했을 때 조직에 방사선을 조사하면 두 배의 효과가 있었음. nMOF가 국소 암세포를 죽여 종양에 대한 항원을 생성하고 PAMP를 방출한 다음 훨씬 더 강력한 면역 반응 활성화를 유발했음. 이 원투 펀치는 다른 종류의 면역 요법에 매우 내성이 있는 종양 모델에서도 높은 효능으로 결장암과 췌장암 세포를 모두 죽일 수 있었음.

본 연구 성과는 ‘Science Advances’ ("Nanoscale metal-organic frameworks for x-ray activated in situ cancer vaccination") 지에 게재됨