(Researchers have developed a new platinum-enhanced, light-activated anticancer agent. Credit: City University of Hong Kong)
(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)
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.
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.
하지만 불행하게도 상당수 종양 조직이 과도한 대사와 부족한 혈액 공급으로 인해 저산소 환경에 있습니다. 광역동 치료의 효과를 떨어뜨리는 중요한 원인입니다.
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.
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.
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.
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.
참고
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
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