KAIST, 위치 추적할 수 있는 다기능 약물 전달체 개발

[이데일리 강민구 기자] 한국과학기술원(KAIST)은 박현규 생명화학공학과 교수 연구팀이 박태정 중앙대 화학과 교수, 김문일 가천대 바이오나노학과 교수와 함께 금속 나노입자 고효율 생합성 기술을 만들고, 이를 이용해 위치를 영상으로 만들 약물 전달체를 개발했다고 7일 밝혔다.

그동안 금속 나노입자 합성에 썼던 물리화학적 방법은 독성이 있는 환원제, 계면활성제, 유기 용매를 써야 해 약물전달체 등 몸속에서 사용하기 어려웠다. 환원력이 좋은 단백질을 미생물속에 발현시켜 금속 나노입자를 생합성하는 기술도 개발됐다. 하지만 미생물이 받아들이는 금속 전구체의 종류와 농도가 제한적이었다.

연구팀은 대장균에 중금속 흡착 단백질을 발현하는 플라스미드의 형질을 바꿔 단백질을 발현시킨 후 알지네이트 젤에 모아 활성을 안정적으로 만들었다. 알지네이트 젤은 다양한 종류의 금속 이온을 30분 안에 고농도로 흡착하고, 환원시켜 금, 은 등 다양한 종류의 금속 나노입자를 알지네이트 젤 내부에 생합성했다.

연구팀은 약물과 중금속 흡착 단백질을 알지네이트 젤에 함께 모은 후 양자점 나노입자를 젤 내부에 합성해 형광을 통해 위치 추적과 영상화가 가능하게 했다. 또 약물은 오랜 시간 서서히 방출하도록 해 다기능 약물 전단체를 개발했다.

연구팀은 약물 전달체를 실험쥐의 목에 주입한 후 약물 전달체 위치를 몸속에서 추적하고, 영상화했다.

박현규 교수는 “알지네이트 젤은 독성 물질 없이 고속·고농도로 금속 나노입자를 생합성할 수 있다”며 “약물을 오랜 기간 서서히 방출시켜 위치 추적을 할 수 있는 약물 전달체에 쓸 수 있다”고 말했다.

연구 결과는 미국화학회가 발행하는 국제 학술지 ‘ACS 어플라이드 머터리얼즈 앤 인터페이시스(Applied Materials and Interfaces)’에 게재됐다.

박현규 KAIST 생명화학공학과 교수.(사진=KAIST)