▲이번 연구를 주도한 충청 미래혁신소재 글로벌 선도연구센터 소속의 건국대학교 글로컬캠퍼스 정문.

일반적으로 항암 치료에서는 항암제 내성을 억제하기 위해 환자에게 2~3가지 항암제를 조합하여 임상적으로 사용한다.

국내 경희대학교 및 건국대학교 공동 연구팀은 특이하게도 항응고제인 헤파린, 다발성 골수종 치료제인 레날리도마이드, 그리고 항암제인 독소루비신을 조합하여 새로운 나노입자를 개발했다.

이 나노입자는 FDA 및 식품의약품안전처(식약처)의 승인을 받은 서로 다른 기능의 세 가지 약물로만 구성되어 있으며, 100% 약물 성분으로 이루어진 독창적인 물질이다.

연구팀은 이 나노물질을 투여했을 때 고형암에서의 항암 효과가 크게 증가하고, 항암 치료에서 중요한 항암 면역 반응이 현저히 향상됨을 발견했다.

이번 연구는 골수종 치료제로 널리 사용되던 레날리도마이드(Lenalidomide)를 고형암 치료의 면역 조절제로 활용했다는 점에서 의미가 크다.

기존의 레날리도마이드는 종양 미세환경(TME)의 면역억제 효과로 인해 면역 반응이 제대로 활성화되지 않으며, 단독 사용 시 고형암에서 낮은 효능을 보이고 혈전증 위험 등의 부작용이 존재하여 고형암 치료에서는 잘 시도되지 않았다.

▲기존의 약물을 조합해서 새로운 항암치료용 나노물질을 만들어 내는 연구 내용 모식도.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 레날리도마이드, 항응고제 비분획 헤파린(Heparin), 강력한 항암제 독소루비신(Doxorubicin)을 조합하여 전달체 없이 자가 조립(Self-Assembly) 되는 'HepDL 나노복합체'를 개발했다.

HepDL은 별도의 전달체 없이 약물 간의 전하 및 소수성 상호작용을 통해 자연스럽게 나노입자를 형성하며, 이를 통해 기존 약물 전달 방식에서 발생하는 약물 농도 감소 문제를 해결하고 치료 효과를 극대화할 수 있도록 설계되었다.

이러한 연구는 충청 미래혁신소재 글로벌 선도연구센터 소속의 건국대학교 글로컬캠퍼스 바이오의약학과 서민호(석사과정, 지도교수 박주호) 및 서비손(학사과정, 지도교수 박주호) 연구원 및 경희대학교 약학대학 정윤화 연구원(박사과정, 지도교수 최정욱)의 주도로 이루어졌다.

두 연구팀은 새로운 물질을 개발하고, 면역성을 상호 테스트해 가며 공동 연구를 통해 이번 레날리도마이드를 활용한 고형암 치료용 면역 조절 신규 약물 칵테일 나노복합체 (HepDL)를 개발했다.

더불어 레날리도마이드가 가지고 있는 면역 조절 기능을 HepDL을 통해 강화함으로써 기존에는 고형암 치료에서 한계를 보이던 레날리도마이드의 활용 가능성을 확장했다.

또한 HepDL에 포함된 헤파린는 항응고제 역할을 하여 레날리도마이드의 대표적인 부작용인 혈전증 위험을 완화하는 추가적인 치료적 이점을 제공한다.

이번 연구는 레날리도마이드 기반 면역 치료의 고형암 적용 가능성을 확대하고, 전달체 없이 자가 조립되는 새로운 항암 약물 칵테일 나노복합체를 제시했다는 점에서 의미가 크다.

향후 다양한 암 치료 전략에서 중요한 연구 방향을 제시할 것으로 기대된다.

연구를 주도한 서민호 학생연구원은 "연구를 진행하며 레날리도마이드와 화학 항암 치료를 결합한 새로운 치료 전략의 가능성을 제시할 수 있었다는 점에서 큰 보람을 느꼈다. 이번 연구가 암 치료 방법의 범위를 더욱 확장하는 계기가 되어 더 많은 환자들에게 도움이 되기를 기대한다"고 소감을 밝혔다.

연구 결과는 2025년 2월 마지막 주에 나노과학분야 세계 최고 수준의 SCI(E)급 저널인 Nano Today [사회영향력지수 (IF): 13.2]에 온라인 공개되었다.

연구를 주도한 연구원들은 공개 직후 생물학연구정보센터(BRIC)에 '한국을 빛낸사람들(한빛사)'에 모두 등재되었다.

연구 제목은 'Lenalidomide-utilizing self-assembled immunogenic cell death-inducing heparin/doxorubicin nanocomplex for anticancer immunotherapy'으로 정식으로는 2025년 6월에 게재 예정이다.

본 연구는 한국연구재단의 글로벌지역혁신센터(RLRC), BK21사업, 한우물파기기초연구 등의 연구 지원을 받아서 이루어졌다.

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