세브란스, 뇌종양 환경 재현한 플랫폼 활용 약물 효과 높이는 방법 개발
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세브란스, 뇌종양 환경 재현한 플랫폼 활용 약물 효과 높이는 방법 개발
  • 박동현 기자
  • 승인 2022.01.11 18:37
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세브란스 병원은 연세대학교 의과대학 의학공학교실 성학준·신영민·유승은 교수, 백세움 연구원(박사 과정) 연구팀이 뇌종양 약물 효과를 제고하는 방안을 고안해 뇌종양을 유발한 스페로이드에서 실제 효능을 확인했다고 11일 밝혔다.
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(서울=뉴스1) 성재준 바이오전문기자 = 국내 연구팀이 약물 전달률을 높여 뇌종양 치료 효과를 높이는 방법을 개발했다.

세브란스 병원은 연세대학교 의과대학 의학공학교실 성학준·신영민·유승은 교수, 백세움 연구원(박사 과정) 연구팀이 뇌종양 약물 효과를 제고하는 방안을 고안해 뇌종양을 유발한 스페로이드에서 실제 효능을 확인했다고 11일 밝혔다.

이번 연구 결과는 재료과학 분야 세계적인 학술지인 '어드밴스드헬스케어머터리얼즈(Advanced Healthcare Materials)' 최신호에 게재됐다.

연구팀은 교모세포종 종양이 세포 분열로 내부 산소가 부족해지고, 이로 인한 저산소 상태가 항암제 저항성을 갖는 유전자 발현으로 이어진다는 점을 해결하기 위해 연구를 진행했다.

교모세포종은 뇌 속 교세포에 종양이 발생하는 병이다. 종양의 위치에 따라 경련, 언어·시야 장애 등 다양한 증상이 일어난다. 종양 증식 속도가 빨라 증상 악화가 빨라 치료가 어렵다.

연구팀은 교모세포종에 산소를 공급하고 효능을 시험하기 위해 교모세포종을 재현한 스페로이드를 만들었다. 스페로이드란 단일세포들이 수십개 이상 모여 3차원 구 형태를 이룬 집합체다.

먼저, 약물 반응을 떨어뜨리는 종양 내 저산소 상태를 해결하기 위해 산소 방출형 마이크로파티클을 활용해 산소 공급을 늘렸다.

연구팀은 종양 표면에 마이크로파티클과 함께 소량의 과산화수소를 투여해 화학 반응을 일으켜 충분한 산소가 지속적으로 발생하도록 했다. 스페로이드를 산소 방출형 마이크로파티클로 처리한 결과, 처리 안한 스페로이드에 비해 종양이 퍼지는 정도를 가리키는 침윤성은 58% 낮았다. 약물 반응성은 32% 증가했다.

또 산소가 충분한 교모세포종과 그렇지 않은 교모세포종 스페로이드를 3차원(3D) 칩으로 제작해 마우스에 각각 이식했다. 산소가 충분한 모델에서는 대조군에 비해 종양 성장 속도가 57% 느렸고 약물 반응성을 19% 높았다.

성학준 교수는 "이번 스페로이드는 동물 실험에서도 활용 가능해 약물 반응을 테스트하는 등 교모세포종 정복을 위해 다양하게 이용할 수 있다"며 "교모세포종 외에 종양 환경을 재현한 플랫폼 개발을 이어가 난치성 질환 극복에 앞장서겠다"고 말했다.

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