코를 통해 항암 나노입자를 투여한 뒤 자기장으로 뇌종양 부위까지 정밀 유도하는 약물 전달 기술이 핵심이다. 

양승호 서울성모병원 신경외과 교수와 박성민 포스텍 IT융합공학과 교수, 김원종 화학과 교수팀은 “동물모델에서도 새로 개발된 약물전달 기술의 생존 연장 효과를 확인했다”고 11일 밝혔다.

교모세포종은 성인 원발성 악성 뇌종양 중 가장 흔한 유형으로, 전체 원발성 중추신경계 악성 종양의 약 65%를 차지한다. 

중앙암등록본부에 따르면 매년 약 1000명의 신규 환자가 발생하며, 표준 치료를 받더라도 평균 생존기간은 약 15개월에 불과할 정도로 예후가 좋지않다.

현재 치료의 핵심 약물인 테모졸로마이드(TMZ)는 경구 투여 시 뇌를 보호하는 혈액-뇌 장벽(BBB)에 가로막혀 약물 침투율이 낮고 면역억제 등 전신 부작용을 동반하는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 뇌와 직접 연결된 후각신경이 코에서 뇌 실질로 이어지는 통로라는 점과, 자성을 띤 나노입자는 외부 자기장으로 이동 방향을 조절할 수 있다는 아이디어를 결합해 이 같은 한계를 극복했다. 

테모졸로마이드를 약 56nm 크기의 초상자성 산화철 나노입자에 결합한 복합체로 합성해 코를 통해 투여한 뒤, 경두개자기자극을 활용해 뇌종양 부위까지 유도하는 방식을 설계했다. 

세포 실험 결과 이 복합체는 기존 약물과 동등한 종양 세포 사멸 효과를 보였으며, 종양세포 핵 내부까지 나노입자가 고르게 분포하는 것이 확인됐다.

교모세포종 모델 마우스를 대상으로 한 동물실험에서도 뚜렷한 효과가 나타났다.

아무런 치료를 진행하지 않은 대조군의 생존기간은 27일에 그쳤으나, 복합체 단독 투여군은 51일, 복합체 투여 후 경두개자기자극 적용군은 72일이었다. 대조군 대비 약 2.7배 연장된 결과다.

특히 병용군에 사용된 약물 용량은 기존 경구 표준 투여량의 18분의 1인 약 5.6% 수준에 불과했다. 

극미량 투여에도 불구하고 상당한 생존 연장 효과가 확인됐으며, 경두개자기자극이 약물의 뇌 내 전달과 잔류를 실질적으로 끌어올렸음이 객관적으로 증명됐다.

양승호 서울성모병원 감마나이프센터장은 “이 방식은 혈액-뇌 장벽을 효과적으로 우회하면서도 기존 항암 치료의 부작용을 크게 줄일 수 있다는 점에서 임상적 의의가 크다”고 평가했다. 

이어 “교모세포종을 장기적으로 관리 가능한 질환으로 전환하는 데 기여하기를 기대한다”며 “현재 임파종 모델에서 독성이 높은 항암제가 해당 플랫폼에서 작동하는지 추가 실험도 진행하고 있다”고 덧붙였다. 

한편, 이번 연구 결과는 약물 전달 분야 국제학술지인 ‘Drug Delivery and Translational Research’에 게재됐다.