융합공학부 최종훈 교수 나노의학연구실
[연구실 모니터] 융합공학부 최종훈 교수 나노의학연구실
최적의 나노바이오 기술을 찾아서
■ 연구실을 소개한다면
나노의학(Nanomedicine)은 ‘나노과학·공학’과 ‘의학’이 만나 융합된 학문 분야다. 나노 물질은 마이크로보다 1,000배 더 작은 물질로 마이크로 스케일에서 보이지 않던 세계를 보여주며, 전자현미경으로 관찰할 수 있다. 우리 연구실은 나노 물질을 합성·기능화·특성화해 생명공학 및 생명과학에 적용을 목적으로 한다. 미생물학, 화학공학, 생명공학 등 다양한 전공의 연구원들이 소속돼 있고, 융합학문인 만큼 개인별 전공에 나노와 바이오 재료를 연결하는 연구를 진행하도록 한다. 전공이 다양한 만큼, 연구에 있어 학생 개개인의 연구방식을 존중하고자 한다.
■ 2018년을 빛낸 10대 나노기술에 ‘나노코팅된 인간면역세포를 활용한 목적 생리 물질 전달 기술’이 선정됐다
면역세포가 체내에 들어온 외부물질을 인지해 면역 활성을 띠는 데 보통 2주가 걸린다. 이 기간을 단축시킨다면 보다 효과적인 외부물질 제거가 가능하다. 이를 위해 면역세포에 폴리엘라이신(Poly-L-Lysine)과 히알루론산(Hyaluronic Acid)으로 구성된 바이오폴리머(Biopolymer)를 이용해 얇은 나노막을 형성한다. 그 후, 나노막에 외부물질 인식이 가능한 목적단백질(Target Protein)을 전하차를 이용해 부착시킨다. 이렇게 나노막이 형성된 면역세포는 짧은 시간 내 면역반응을 유도해 외부물질을 사멸시키거나 암세포의 활성도 억제가 가능하다. 현대 암 치료 트렌드는 약품사용을 지양하는 반면, 면역기법을 통한 치료를 지향하고 있다. 본 연구는 이러한 현대 암 치료 흐름과 궤적을 같이하며, 추후 암면역치료·자가면역치료에 핵심 역할이 가능한 ‘무장화’된 면역세포들을 제조할 수 있게 된 기술이라는 점에서 의의를 지닌다.
■ ‘나노복합체 개발을 통한 바이오필름 제거 기술’도 개발했다
구리(Copper)가 박테리아를 소멸시킨다는 성질을 이용했다. 박테리아가 기름막인 바이오필름을 형성하면 항생제 효과가 없게 되는 경우가 많다. 이에 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)에 구리이온을 결합해 나노복합체를 만들었고, 복합체를 통해 필름막에 구멍을 내고 구리가 박테리아를 사멸시킬 수 있도록 유도한 기술이다.
■ 나노기술을 이용한 의학치료에 부작용은 없는지
나노의학기술 역시 부작용은 많다. 그럼에도 나노의학의 장점은 기존 의약품 처방보다 부작용을 획기적으로 감소시킨다는 것이다. 암 치료를 예로 든다면, 기존 약품 투여 방법은 암세포뿐만이 아니라 암세포 옆의 세포도 같이 죽인다. 이 때문에 부작용이 많이 발생하는데, 나노기술을 이용한다면 암세포만 사멸시킴으로써 부작용이 현격히 줄어든다. 이를 ‘타겟팅(Targeting)’이라 표현한다. 약물 반응 역시 인체 내 특정 장소에서만 가능토록 설계할 수 있다. 이는 나노기술을 이용한 1:1 맞춤 의학 기술 적용도 가능하다는 의미다.
■ 나노의학을 연구하는 학생들에게 전하고 싶은 말은
융합학문이라는 점을 기억해야 한다. 자신과 다른 전공을 공부한 연구자와 원활하게 소통하는 것이 중요하며, 전공 외 분야에도 끊임없는 호기심을 가져야 한다. 다만 나노의학은 관련 연구가 상을 받고 특허를 받더라도 생명을 다루는 분야이다 보니 실질적인 상용화가 어렵다. 동물실험 및 인체실험 과정을 거쳐야 하므로 현재 연구를 실제 병원치료에 적용하는 건 먼 미래다. 연구 지원 역시 지금보다 높은 수준이 필요하지만, 그럼에도 자부심과 희망을 잃지 말고 연구에 정진하길 응원하는 바이다.
정리 최은영 편집위원 | rio.flaneur@gmail.com