Cancer Cells
'암'하면 가장 먼저 무엇이 떠오르는가. 인생에서 가장 예측하기 어려운 죽음과 고통이다. 특히 암환자에게 힘든것중 하나가 통증을 참는 것이었다. 그러나 암은 더이상 불치병이 아닐 수 있다. 현대의학은 지속적인 암 치료의 새로운 시대를 열고 있기 때문이다. 지난 5-10년 동안 놀라운 발전이 있었고, 암 퇴치를 위한 새로운 돌파구는 전 세계에서 지속적으로 공유되고 있다.
최근, 독일의 한 연구진에 의해 종양에 직접 약물을 전달하는 박테리아로 만든 마이크로 로봇을 이용해 국소적이고 통증이 없는 방식으로 모든 암을 치료하는 새로운 치료 기술이 개발됐다.
사이언스 어드밴스(Science Advances)지 발표에 따르면, 연구진은 제안된 치료법이 종양 제거에 필요한 약물을 운반하고 국소적으로 방출하는 자기(magnetic) 유도 박테리아로 만들어진 마이크로 로봇의 사용에 대해 설명했다. 이번 저널 저자중 한명인 공학자 유누스 알라판은 "이 국소 방출은 최소한의 침습성과 독성으로 통증이 없으며, 약물은 전신이 아닌 필요한 곳에 작용한다"고 했다.
이 결과에 도달하기 위해 연구진은 약 86개 박테리아 대장균에 나노리포좀과 자성 나노입자를 부착했다. 이 접합점을 통해 박테리아 바이오 하이브리드 마이크로 로봇 군을 만들 수 있었다. 대장균 변형 세포와 연결된 나노리포좀은 실제로 화학요법 약물 분자로 채워진 몸안에 생긴 소포이다. 외부 표면은 적외선과 접촉하여 쉽게 제거할 수 있다. 박테리아에 부착된 자성 입자는 인체 내부의 움직임을 제어한다.
대장균 이동 장치로서, 연구진은 그것을 산화철 입자와 그것들이 부착된 박테리아의 움직임을 유도하는 자기장에 노출시켰다. 박테리아를 마그네틱 입자와 나노리포좀에 결합시키기 위해, 그들은 새로운 치료 대상을 식별하기 위해 사용되는 생체 분자 결합제인 스트렙타비딘-바이오틴 복합체(streptavidin-biotin complexes)를 사용했다.
이번 논문의 주 저자인 비르굴 아콜포글루는 "우리는 마이크로 로봇을 암 환자의 몸에 주입한다. 그러면 자석으로 입자를 종양 쪽으로 유도한다. 종양 주변에 마이크로로봇이 충분할때 조직에 레이저를 쏘아 약물 방출을 유발한다.”라고 설명한다. 연구진은 이러한 미세 로봇을 통해 화학요법 약물의 국소적인 전달이 환자의 몸 안에 어떠한 통증이나 감염을 일으키지 않고 수행될 수 있다고 말했다.
그동안 많은 과학자들은 미생물에 약물을 도입하려고 시도해왔다. 그러나 이 전략은 서로 다른 기술의 완벽한 조합을 필요로 한다. 이것이 비르굴 아콜포글루와 그의 팀이 얻은 결과다. 박테리아에 붙어있는 나노리포좀은 암 약물을 효과적으로 저장하는 입자이다.
이 입자들은 적외선과 접촉했을 때만 약물을 방출했다. 대장균의 움직임을 제어하는 것과 관련된 문제들을 극복하기 위해, 연구진은 산화철 입자의 자성을 사용했고, 따라서 박테리아를 통해 암을 치료하는 것과 관련된 도전들을 극복하기 위해 필요한 요소들을 발견했다.
우리가 새로운 암 퇴치 돌파구를 기다리는 동안 박테리아 마이크로 로봇을 이용해 국소적이고 통증이 없는 방식으로 모든 암을 치료하는 새로운 암치료의 새 장이 열리기를 기대한다.
