충북 약대 연구팀, 췌장암 복막전이 치료 전략 제시

[데일리팜=강신국 기자] 충북대학교 약학대학 이재민 씨(박사 5년, 지도교수 신대환)가 제1저자로 참여한 연구 논문이 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한국을 빛낸 사람들(한빛사)’에 선정됐다. 이번 논문에는 신대환 약학대학 교수가 교신저자로 참여했다.

선정된 논문은 국제학술지 Journal of Controlled Release에 게재된 'Sequential gemcitabine and panobinostat-loaded albumin nanoparticle delivery via thermosensitive hydrogel in pancreatic peritoneal metastasis'이다. 해당 학술지는 피인용지수(Impact Factor) 11.5를 기록하고 있으며, 약리·약학 분야 학술지인용보고서(JCR) 기준 상위 3.3%에 해당하는 세계적 권위의 학술지다.

연구에 따르면 췌장관 선암은 전이와 재발이 빈번하고 예후가 매우 불량한 대표적인 난치성 암으로 꼽힌다. 특히 복막전이는 암세포가 복강 내에 광범위하게 퍼지는 특성상 기존 전신 항암치료만으로는 충분한 치료 효과를 얻기 어렵다. 

이에 연구팀은 복강 내에 직접 투여해 높은 국소 약물 농도를 유지하면서 전신 독성을 최소화할 수 있는 새로운 국소 약물전달시스템을 개발했다. 연구팀은 대표적인 췌장암 치료제인 젬시타빈과 히스톤 탈아세틸화효소 억제제인 파노비노스타트를 함께 전달할 수 있는 온도민감성 PLGA-PEG-PLGA 하이드로겔 제형을 설계했다.

특히 파노비노스타트는 알부민 나노입자에 탑재해 용해도와 안정성을 향상시켰으며, 젬시타빈은 하이드로겔에 함께 봉입했다. 이를 통해 체온 부근에서 겔을 형성한 뒤 젬시타빈을 먼저 방출하고, 이후 파노비노스타트를 순차적으로 방출하도록 구현했다. 

연구 결과 최적화된 파노비노스타트-알부민 나노입자는 약 110nm 크기와 85.3%의 높은 약물 봉입효율을 나타냈다. 또한 복합 하이드로겔은 약 34℃에서 sol-gel 전이를 보여 체온 환경에서 안정적인 약물 저장소 역할을 수행하는 것으로 확인됐다. 항암 효능 평가에서도 우수한 결과를 보였다. 

3차원 췌장암 종양 스페로이드 모델에서는 처리 5일 이내 종양 성장을 거의 완전히 억제했으며, 췌장암 복막전이 동물모델에서는 대조군 대비 생체발광 신호를 82.5%, 복막 전이 결절 수를 88.6% 감소시켰다. 또한 체중 감소나 주요 장기 독성과 같은 부작용은 관찰되지 않았다.

이재민 씨는 “이번 연구는 두 항암제의 작용 기전과 방출 순서를 고려해 췌장암 복막전이에 적용할 수 있는 국소 약물전달시스템을 설계한 데 의미가 있다”며 “나노입자와 온도민감성 하이드로겔을 결합한 순차 방출형 제형이 난치성 췌장암 치료 전략 개발에 기여할 수 있기를 기대한다”고 말했다.

신대환 교수도 “이재민 대학원생은 박사과정 동안 난치성 암 치료를 위한 국소 약물전달시스템 연구를 꾸준히 수행해 왔다. 이번 연구에서도 실험 설계부터 결과 분석까지 핵심적인 역할을 담당했다”며 “이번 한빛사 선정이 우수한 젊은 연구자로 성장하는 계기가 되길 바란다”고 말했다.

한편, ‘한빛사’는 포스텍 생물학연구정보센터(BRIC)가 세계적으로 권위 있는 생명과학 분야 학술지에 우수한 연구 성과를 발표한 한국인 과학자를 선정해 소개하는 프로그램이다.