뇌종양 수술 후 72시간 '골든타임'…나노입자로 뇌장벽 뚫었다

기존 항암제를 나노입자에 실어 뇌종양 수술 직후 투여하면 뇌혈관장벽을 뚫고 약물을 전달, 재발을 막을 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다.

29일(현지시간) 바이오 전문매체 피어스바이오텍에 따르면 영국 맨체스터대학교 연구진은 이 같은 내용의 교모세포종 전임상 연구 결과를 국제학술지 '사이언스 중개의학(Science Translational Medicine)'에 발표했다.

연구진은 기존 항암제인 독소루비신(doxorubicin)을 리포솜 나노입자에 탑재해 뇌종양 절제술을 받은 쥐에게 투여했다. 그 결과, 수술 후 15분에서 최대 72시간 내에 투여했을 때 약물이 뇌혈관장벽(BBB)을 통과해 종양 가장자리에 축적되는 것을 확인했다.

교모세포종은 성인에게 발생하는 가장 치명적인 원발성 뇌종양이다. 수술 후 재발률이 거의 100%에 달할 정도로 공격적이며, 뇌를 보호하는 뇌혈관장벽 때문에 약물 치료가 매우 어렵다.

연구진은 이 난관을 해결하기 위해 두 가지 전략을 사용했다. 첫째는 수술로 인해 뇌혈관장벽이 일시적으로 파괴되는 현상을 활용하는 것이고, 둘째는 약물을 나노입자라는 '트로이 목마'에 숨겨 장벽을 통과시키는 것이다.

코스타스 코스타렐로스 맨체스터대 나노의학 교수는 "의도적으로 특허가 만료된 기존 리포솜을 사용하는 '저기술' 방식을 택했다"고 설명했다. 그는 "이 개념이 작동하는 데 고도로 정교한 나노입자가 필요하지 않다는 가설을 증명하고 싶었다"고 덧붙였다.

연구진은 쥐의 뇌에 교모세포종 세포를 이식한 뒤 종양이 자라면 외과적으로 절제했다. 이후 수술 후 15분, 3시간, 24시간, 48시간, 72시간, 7일 등 각기 다른 시점에 독소루비신이 담긴 리포솜을 정맥 주사했다.

그 결과, 수술 후 72시간 이내에 투여했을 때만 약물이 종양 주변부에 축적됐다. 7일이 지난 후에는 약물이 검출되지 않아 수술 직후의 '골든타임'이 중요함을 시사했다.

연구진은 이 발견이 뇌혈관장벽의 견고함을 극복할 수 있는 잠재적 방법이라고 평가했다. 공동 교신저자인 토마스 키스비 박사는 "세포 치료제나 항체 치료제 등 다른 유형의 치료법도 이 시간 창을 활용할 수 있는지 탐색할 것"이라고 밝혔다.

코스타렐로스 교수는 향후 이 연구를 인간 대상 임상시험으로 발전시키기 위해 바이오 기업과의 협력도 고려하고 있다고 전했다. 그는 "이 발견의 특이점은 나노입자 자체에 특별한 기능이 필요 없다는 것"이라며 "여러 기술과 치료 방식에 두루 적용할 수 있어 임상 적용 관점에서 매우 다재다능하다"고 강조했다.