레이저 쬐면 암세포 공격하는 새로운 치료제 나왔다

울산과학기술원 연구팀, 중간 매개 물질 필요 없어 독성 최소화
레이저 받으면 활성산소 발생해 암세포와 세균 없애

레이저 쬐면 암세포 공격하는 물질의 작용 모식도. 사진제공=울산과학기술원.

[아시아경제 김봉수 기자] 레이저 빛을 쬐면 암세포나 세균을 공격하는 물질이 개발됐다. 새로운 항암 치료, 식수·공기 살균과 같은 분야에 널리 쓰일 것으로 기대된다.

울산과학기술원(UNIST)은 화학과 권태혁·민승규 교수 연구팀이 친수성 생분해 고분자인 폴리글리세롤을 기반으로 한 광감각제(Photosensitizer)를 개발했다고 20일 밝혔다.

광감각제는 자신이 흡수한 레이저 빛으로 주변 산소를 활성산소로 바꾸는 물질이다. 활성산소의 강력한 산화력으로 암세포나 세균을 공격해 죽일 수 있다. 실제 실험에서, 광감각제를 넣고 레이저 빛을 쏘자 암세포와 세균의 성장 속도가 절반 이하로 줄어들었다.

연구팀은 활성산소 중에서도 산화력이 매우 강한 일중항 산소를 만드는 광감작제를 개발했다. 일중항 산소를 만드는 광감각제들은 중금속이 포함되거나 물에 잘 섞이지 못하게 하는 방향족 물질이 포함돼 있어 몸에도 해롭고 물을 기반으로 한 체액에도 잘 녹지 않는 문제가 있었다. 광감각제 분자 구조에 질소를 넣어 생체 친화 재료인 폴리글리세롤을 주 원료로 하는 광감각제(hyperbranched polyaminoglycerol, hPAG)를 만들었다. 질소가 산소와 광감각제간 거리를 좁힐 수 있는 강한 상호작용 힘을 유도해 광감각제의 전자가 산소로 옮겨가게 된다. 실제 시뮬레이션 결과 원자 3개 정도 거리에 해당하는 3?(옹스트롬, 10-10m) 이내로 거리가 좁혀지는 것이 확인됐다.

연구팀 관계자는 “일중항산소는 에너지 전달 경로로만 합성된다고 알려져 있던 것과 달리, 개발된 광감각제는 전자(electron) 전달 경로를 통해 산소를 일중항산소로 바꿀 수 있어서 에너지 전달 반응을 돕는 중금속이나 방향족 물질을 넣을 필요가 없다”고 설명했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘미국 화학회 골드지 (JACS Au)’에 지난달 29일자 온라인 게재됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr