성균관대학교 글로벌바이오메디컬공학과 박천권 교수와 융합생명공학과 박우람 교수 연구팀은 ㈜메디아크(대표 김세나) 연구팀과 다기능성 글라이콜 키토산 하이드로젤과 DNA에 항암제인 독소루비신(doxorubicin)을 결합한 DNA/독소루비신 나노 복합체를 이용하여 유방암의 치료 및 재발 억제가 가능한 신규 면역항암 치료법을 개발하는데 성공했다.

 암 수술 후에는 수술로 인한 몸의 면역 체계 교란, 수술 부위의 염증 반응, 그리고 종양 미세환경의 변화 등으로 인해 우리 몸의 면역 기능이 약해질 수 있다. 이렇게 약해진 면역 기능은 수술 후 남아있는 암세포의 성장과 전이를 촉진할 수 있고, 암의 재발 위험을 높일 수 있다. 따라서 암의 재발을 예방하고 치료 효과를 높이기 위해서는 암 수술 후에는 수술 부위 주변의 면역 기능을 강화하는 것이 중요하다.

 글라이콜 키토산은 게, 새우, 및 곤충 등의 외골격에서 추출한 키틴을 가공하여 얻은 키토산을 에틸렌옥사이드와 반응시켜 만들어지는 물질로 약물전달, 조직재생, 및 상처치유 등 다양한 의공학 분야에 활용되고 있다. 본 연구에서는 글라이콜 키토산은 항원제시세포, 특히 수지상세포의 성숙을 유도하여 T세포를 활성화시킬 수 있음을 밝히고 신규 면역 항암 치료제로 개발하였다.

 연구팀은 생쥐 유방암 모델에서 종양을 외과적 수술로 제거한 후, 기능성 나노 하이드로젤 복합체를 종양 부위에 이식하였을 때 나타나는 항암 효과를 평가하였다. 그 결과, 하이드로젤 복합체가 종양의 재발과 성장을 억제하고 생존 기간을 연장시키는 우수한 효능을 보여주었다. 이는 하이드로젤이 국소적이고 장기적으로 면역 반응을 활성화시켜 암세포의 재발과 전이를 효과적으로 억제할 수 있음을 시사하며, 향후 유방암 환자의 수술 후 보조 요법으로 활용될 수 있는 가능성을 제시한다.

 이 연구에서 개발된 새로운 다기능성 글라이콜 키토산 하이드로젤을 활용한 면역항암 치료 기술은 암 치료뿐만 아니라 수술 후 암의 재발을 억제하여 환자의 예후를 개선하는 데 기여할 것으로 기대된다. 이는 암 환자에게 더 나은 치료 옵션을 제공할 수 있는 가능성을 보여준다.

 박천권 교수는 “효과적인 면역치료를 위하여 생체재료, 면역학 및 약물전달학같은 다학제적 접근을 통해 우수한 면역항암 병용 치료법을 개발할 수 있었다”라고 전하며 “암 환자에게 도움이 될 수 있는 다양한 의료기술 개발을 목표로 신규 다기능성 약물전달시스템 연구에 매진하고 싶다”라며 후속 연구계획을 설명했다. ㈜메디아크 김세나 대표는 “산학협력으로 좋은 연구 결과를 얻게 되어 기쁘며, 추후 암 환자에게 도움이 될 수 있는 다양한 의료기술로의 상용화에도 도전하겠다”라며 후속 연구계획을 말했다.

 한국연구재단 및 한국과학기술연구원(KIST)-성균관대학교(SKKU) 융합연구단이 추진하는 연구사업으로 수행된 이번 연구 결과는 생체재료 분야 바이오머티리얼즈 리서치(Biomaterials Research, IF: 11.3, JCR 상위 4.69%)에 3월 23일 온라인 게재됐다. 

※ 논문제목: Enhanced Post-Surgical Cancer Treatment Using Methacrylated Glycol Chitosan Hydrogel for Sustained DNA/Doxorubicin Delivery and Immunotherapy 

※ 저널: Biomaterials Research（Impact factor: 11.3)