광선 이용 적소ㆍ적기 약물전달 기술 개발 화제

美 노스캐롤라이나대 연구팀, 적혈구 내 약물축적

빛을 이용해 약물의 적혈구 내 축적을 촉진시켜 정확한 용량의 양물이 적소‧적기에 방출되도록 하는 획기적인 기술이 미국의 한 연구팀에 의해 개발 중이어서 관심을 모으고 있다.

즉, 적혈구로 하여금 필요로 하는 약물을 정확한 부위에 전달토록 하기 위해 빛을 이용한다는 것이다.

그렇다면 질병을 치료하기 위해 필요로 하는 약물의 사용량을 크게 감소시켜 부작용이 수반될 위험성을 낮추는 노하우가 지난 수 십년 동안 약물전달 기술 분야의 과제로 지적되어 왔음을 상기할 때 매우 주목할 만한 내용이다.

노스캐롤라이나대학 약학대학의 데이비드 L. 로렌스 교수 연구팀은 학술저널 ‘응용화학’誌(Angewandte Chemie)에 지난달 22일 게재한 ‘막으로 구분된 생리활성물질의 광촉발성 분비’ 보고서를 통해 이 같이 밝혔다.

로렌스 교수는 “빛을 사용해 병소 부위를 치료하는 이 기술이 여러 가지 측면에서 효과를 발휘할 수 있을 것”이라며 “예를 들면 수술을 피할 수 있게 해 주면서 감염성 질환이 발생할 위험성을 낮추고, 마취제 투여가 불필요하게 할 것이며, 무릎 관절염과 같은 병소 부위에 빛을 조사(照査)해 치료를 가능케 해 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.

로렌스 교수팀은 한 약물을 비타민B12와 결합시켜 적혈구 내부에 축적되도록 유도하고, 이에 따라 최대 4개월 동안 체내에서 순환되도록 하는 내용의 연구를 진행했었다.

이를 통해 약물이 체내에서 장기간 동안 머무르면서 필요로 할 때마다 방출될 수 있도록 했던 것.

특히 이 같은 연구를 진행하는 과정에서 로렌스 교수팀은 장파장 광선을 사용해 약물이 채내로 깊숙하게 침투하도록 유도하면서도 분자결합을 끊음으로써 오랜 기술적 장애물을 극복할 수 있었다.

로렌스 교수는 “장파장 광선이 단파장 광선과 달리 다량의 에너지를 필요로 하지 않으면서도 체내로 좀 더 깊숙이 침투할 수 있었기 때문에 분자결합을 끊을 수 있었던 것으로 보인다”고 설명했다.

아울러 이번 연구에서는 이처럼 적은 양의 에너지를 필요로 하면서도 장파장 광선을 사용해 약물의 활성을 촉진시킬 수 있는 방법을 알아낼 수 있었다고 덧붙였다.

로렌스 교수팀은 이번 연구에서 비타민B12와 약물 사이의 결합을 미약한(weak) 에너지로 가능토록 하기 위해 형광물질을 결합시키는 방식을 사용해 난제를 해소할 수 있었다. 이 형광물질이 마치 안테나와 같은 작용을 해 주었기 때문에 장파장 광선을 사용해 약물과 비타민 운반체 사이의 결합을 끊을 수 있었다는 것이다.

로렌스 교수는 “일부 복잡하고 치명적인 암들을 치료하는 데 이 기술이 적용될 수 있을 것”이라며 기대감을 표시했다.

항암제들의 문제점은 견디기 어려운 부작용을 수반하는 4~5개의 독성약물들을 언제 사용할 것인가 하는 점인데, 특정한 병소에서 약물들이 강력하게 작용하도록 하면서 항암화학요법제들을 사용할 때 뒤따르는 부작용을 크게 감소시키거나 배제할 수 있게 될 것으로 사료된다는 설명이다.

현재 로렌스 교수는 노스캐롤라이나대학 및 약물전달기술 특화 생명공학기업 아이리스 바이오메드社(Iris BioMed)와 함께 이 기술의 개발을 좀 더 심층적으로 진행하고, 궁극적으로는 사람들에게도 적용할 수 있기 위해 별도의 기업을 설립한 상태이다.