DNA 구조체 모양에 따라 항암제 방출 속도 조절 가능성 확인
국내 연구팀이 항암제와 결합할 수 있는 DNA 구조체로 만든 나노필름을 이용해 항암제 방출을 제어할 수 있다는 연구결과를 내놓았다.
앞으로 이 나노필름을 이용해 암의 진행과정이나 예후에 따라 항암제방출속도나 방출량을 제어할 수 있는 스마트 항암제 전달체 개발 등 후속연구로 이어질 것으로 기대된다.
중앙대학교 화학신소재공학부 홍진기 교수 연구팀과 서울시립대 이종범 교수 연구팀이 수행한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구자지원사업의 지원으로 수행됐고, 연구결과는 네이처 자매지 <사이언티픽 리포트지(Scientific Reports)> 2월 12일자 온라인판에 게재됐다.
정상세포에 미치는 영향은 줄이고 암세포에 대한 효과는 높이려면 암의 진행과 예후에 따라 항암제 전달속도나 방출량을 정밀하게 제어할 수 있는 항암제 전달체를 개발하는 것이 관건이다.
최근 생체친화적인 DNA가 일반 고분자소재보다 항암제를 담고 유지할 수 있는 전달체로 주목받으며, 박막이나 하이드로겔, 입자 등의 형태의 항암제 전달체로 개발하려는 연구가 활발하다.
연구팀은 머리핀 모양, 알파벳 X자, Y자 등 DNA 형태를 달리해 항암제 방출 양과 속도를 조절할 수 있는 나노필름을 개발했다.
나노필름에서 떨어져 나온 DNA가 분해되면서 결합하고 있던 항암제를 방출하는데, DNA 모양에 따라 분해속도가 달라 결과적으로 항암제 방출속도도 달라지는 것이다.
연구팀은 DNA 단일사슬로 다양한 형태의 DNA 구조체를 합성하고 여기에 항암제 독소루비신(폐암, 소화 기관 암, 방광 종양 등에 쓰는 항암제)을 결합시켰다.
실제 분광법을 이용한 결과 DNA 두 사슬 간 염기쌍 결합이 6개인 머리핀 모양인 경우 가장 빨리 항암제가 떨어져 나오는 반면 18개 염기쌍 결합을 가진 X자 모양을 이용한 경우 분해속도가 현저히 느린 것으로 나타나 방출속도 제어 가능성을 확인했다.
특히, 연구팀이 개발한 DNA 구조체는 기존 구(sphere) 형태의 전달체와 달리 필름형태로 제조하기 쉽고 블록처럼 자유자재로 조립할 수 있는 장점이 있다.
연구를 주도한 홍진기 교수는 "DNA 나노필름을 이용한 스마트 항암제 전달체 개발 등 후속 연구에 물꼬가 트일 것으로 기대하고 있으며, 기존 약물 전달체 표면 또는 의료기기 등에 접목할 수 있어 응용범위가 넓을 것으로 본다"고 말했다.
