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스위스 취리히 대학(University of Zurich)과 영국 유니버시티 칼리지 런던(University College London)의 연구진은 그래핀 나노플레이크(nanoflake)을 기반으로 한 효율적인 약물 전달 시스템을 개발했다. 이번 연구에서는 단일 그래핀 나노플레이크에 다른 유형의 분자를 추가함으로써 약물 전달을 위한 맞춤형 시스템을 만들었다.일반적으로 약물을 무차별적으로 투여하면 대부분이 병든 조직에 도달하지 않는다. 따라서 정밀 의학의 목표는 치료 물질을 적절한 목표에만 전달함으로써 치료 물질의 효율을 높이는 것이다. 이를 위해서는 맞춤형 약물 전달 시스템이 필요하다.이번 연구진은 4 개의 서로 다른 분자들을 단일 그래핀 나노플레이크에 부착해서 다음과 같은 특수한 능력을 가지게 했다. 첫째는 특정 암 세포에만 항암 약물을 전달하게 하고, 두 번째는 의료용 이미징으로 이것을 가시화하고 혈류 속에 이것을 더 오랫동안 존속시키게 하는 것이다.이 연구는 보편적인 전달 메커니즘으로서 그래핀 나노플레이크가 어떤 역할을 하는지를 보여주고 있다. 나노플레이크의 가장자리에는 다른 분자들이 부착될 수 있는 카르복실기(CO2H-)가 존재한다.이번 연구진은 탄소 나노튜브에서 그래핀 나노플레이크를 만들었다. 그 후에 4 개의 분자를 단일 그래핀 나노플레이크에 부착시켰다. 첫 번째 분자는 ispinesib이고, 세포 분열을 막아서 종양 성장을 방지하는 약물이다. 두 번째 분자는 PDMA(prostate-specific membrane antigen)이고, 이것은 전립선 암 세포에서 과발현되게 한다. 세 번째 분자는 DFO인데 PET 스캐닝(양전자 방출 단층 촬영)에서 통상적으로 사용되는 방사성 갈륨을 효율적으로 포획하는 케이지 형태의 분자이다.이런 표준 의료 영상 기술은 전립선암을 먼저 진단하고 그 후에 화합물이 병든 조직에 전달되도록 한다. 마지막으로, 이 화합물은 혈액 속의 알부민과 상호 작용한다. 그래서 신장을 통한 빠른 여과를 방지하고 혈류 속에 머무르는 시간을 증가시킨다.전립선 암 세포 배양에 대한 연구로 암 세포의 분열과 성장이 실제로 중단된다는 것을 확인했다. 쥐 실험에서, 이 화합물이 병에 걸린 조직에 축적되지만, 충분히 오래 유지되지 않는다는 것을 확인했다. 작은 크기 때문에 치료 효과가 지속되기 전에 빠르게 배설되었다. 이번 연구진은 그래핀의 구조를 변경함으로써 병든 조직에 더 오랫동안 약물이 방출되도록 했다.향후 연구는 작은 펩티드를 대신할 다른 항체를 활용하는 것이 될 것이다. 크기가 클수록 혈류 속에 더 오래 머물 수 있다. 이 연구결과는 종양의 정밀 치료에 대한 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이다. |
