광역동 치료의 게임 체인저? 백금-항산화 광감작제 개발

 (Researchers have developed a new platinum-enhanced, light-activated anticancer agent. Credit: City University of Hong Kong)

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(The near-infrared-activated platinum(IV) photo-oxidants eliminate cancer cells in an oxygen-independent manner by triggering a unique form of cell deathDeng et al./City University of Hong Kong)

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과학자들은 암세포만 선택적으로 죽이기 위해 여러 가지 방법들을 개발했습니다. 빛에 반응하는 광감작제 (photosensitizer)와 빛을 이용해 종양을 제거하는 광역동치료 (Photodynamic therapy)도 그 중 하나입니다.

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광역동 치료는 피부 병변이나 종양 근처에 반응 산소종 (reactive oxygen species (ROSs)) 생성을 촉진해 암세포를 파괴합니다. 기존의 항암제와 달리 적외선 등을 이용해 약물 활성 범위를 조절할 수 있어 부작용은 줄이고 치료 효과는 높일 수 있습니다.

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하지만 불행하게도 상당수 종양 조직이 과도한 대사와 부족한 혈액 공급으로 인해 저산소 환경에 있습니다. 광역동 치료의 효과를 떨어뜨리는 중요한 원인입니다.

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홍콩 시티 대학의 연구팀은 백금을 이용한 항암 광감각제를 개발했습니다. 백금은 비싼 금속으로 유명하지만 2가 백금 (Pt (II))는 항암성을 지니고 있어 이전부터 항암제로 사용되고 있습니다. 하지만 독성이 강한 것이 문제입니다.

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연구팀은 독성이 약한 4가 백금 (Pt (IV))을 광산화제와 붙여 근적외선에서 활성화되는 광감작제 (near-infrared-activated Pt(IV) photo-oxidant)를 만들었습니다. 4가 백금은 880nm 파장의 근적외선을 받으면 암세포 안에서 독성을 지닌 2가 백금이 되면서 ROS와 수소 원자, 과산화지질 (lipid peroxide)을 만들어 세포를 파괴합니다.

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쥐를 이용한 동물 모델에서 백금 광산화제는 종양 부피의 89%, 질량의 76%를 줄였습니다. 연구팀은 백금 광산화제가 새로운 기전으로 암세포를 파괴한다는 사실을 발견했습니다. 이 광산화제는 광역동치료를 받고 나면 면역 시스템을 자극해 보조 T 세포 (helper T cell)의 숫자를 7배로 늘리고 세포독성 T 세포 (cytotoxic T cell)의 숫자는 23배나 높이는 것으로 나타났습니다. 따라서 생각보다 강력한 항암 효과를 보이는 것입니다.

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물론 현재는 동물 실험 단계로 임상에서도 같은 성과를 낼지는 알 수 없지만, 의도한 대로 된다면 항암제의 부작용을 최소화하면서 항암 효과를 최대로 높일 수 있는 새로운 치료법이 될지도 모릅니다.

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참고

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https://newatlas.com/medical/light-activated-compound-causes-unique-cancer-cell-death-without-oxygen/

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Deng, Z., Li, H., Chen, S. et al. Near-infrared-activated anticancer platinum(IV) complexes directly photooxidize biomolecules in an oxygen-independent manner. Nat. Chem. 15, 930–939 (2023). https://doi.org/10.1038/s41557-023-01242-w