국내 연구진이 간에 축적되지 않고 암세포에 잘 전달되는 나노 진단 소재를 개발했다. 지금까지 진단용 나노 소재는 환부에 가기 전에 상당량이 간에 축적돼 제대로 진단을 하지 못하는 문제가 있었다.
한국원자력연구원 첨단방사선연구소의 박정훈 박사 연구진은 “입자 가속기인 사이클로트론을 활용해 간에 축적되지 않고 종양에 도달하는 의료용 철 나노 입자를 개발했다”고 13일 밝혔다.
박정훈 박사팀은 영상진단용 동위원소인 지르코늄-89(Zr-89)를 기반으로 한 나노 입자를 개발했다. 지르코늄-89는 방사능이 절반으로 줄어드는 반감기가 3.3일로, 몇 시간에 불과한 기존 동위원소들보다 길어 인체 변화를 장시간 정확히 관찰할 수 있다.
문제는 기존 지르코늄-89 입자의 표면이 음이나 양의 전기를 띠고 있어 혈액 속의 단백질과 잘 뭉쳐진다는 데 있다. 단백질과 결합해 크기가 증가하면 종양에 가기 전에 먼저 면역세포인 대식세포에 잡혀 간에 쌓인다. 연구진은 나노 입자 표면의 성질을 바꿔 단백질과 잘 달라붙지 않고 무사히 종양까지 도달할 수 있도록 했다.
연구진은 먼저 100~200㎚(나노미터, 1㎚는 10억분의 1m) 크기의 철 나노 입자 안에 지르코늄-89를 넣고, 표면을 고분자 물질로 덮어 전기가 중성이 되도록 했다. 또 나노 입자를 철과 천연물인 글루탐산을 조합해 럭비공과 같은 타원형으로 만들었다. 이를 통해 종양에 잘 안착하지 못하는 기존의 원형 입자와, 이동성이 떨어지는 막대형 입자의 단점을 극복했다.
연구진은 동물 실험에서 나노 물질이 간에 오래 머물지 않고 통과해 종양에 도달하는 결과를 영상으로 확인했다. 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘재료 화학 B 저널(Journal of Materials Chemistry B)’의 표지논문으로 선정돼 이달 초 인터넷에 먼저 게재됐다.
강건욱 서울대 방사선의학연구소 소장은 “나노 물질은 백신, 항암제 등의 전달체로도 활용할 수 있다”라며 “원자력연구원이 개발한 지르코늄 나노 물질은 간에 축적되지 않는다는 것이 확인돼 의료용 소재로서 발전 가능성이 매우 기대된다”고 평가했다. 연구진은 나노 입자에 결합시키는 동위원소에 따라, 진단뿐 아니라 치료용 나노 의약품으로도 활용할 수 있다고 밝혔다.