정액 유래 엑소좀, 망막암 치료 길 열다…점안액으로 암세포만 쏙

정액에서 유래한 엑소좀을 활용해 소아 안구암인 망막모세포종을 치료하는 비침습적 점안액 기술이 개발됐다.

8일(현지시간) 생명과학 전문 매체 에이조라이프사이언스(azolifesciences)는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'를 인용해 정액 유래 세포외소포(SEV)를 이용해 안구 후방까지 약물을 전달하는 새로운 전략이 개발됐다고 보도했다. 이 기술은 망막 기능을 보존하면서 종양을 효과적으로 억제해 주목받는다.

망막모세포종은 소아에게 가장 흔한 안구 내 악성 종양이다. 기존 치료법은 안구에 직접 약물을 주사하거나 방사선 치료, 심한 경우 안구 적출술까지 필요해 섬세한 안구 구조 손상이나 전신 부작용의 위험이 컸다.

연구팀은 정액 유래 엑소좀이 안구 장벽의 단단한 결합을 일시적이고 가역적으로 열어 약물 침투를 돕는다는 사실에 착안했다. 엑소좀은 생체 적합성이 높고 면역 반응이 적어 약물 전달체로 유망한 물질이다.

연구 결과, 정액 유래 엑소좀 내에 포함된 표피성장인자(EGF)가 핵심적인 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. EGF가 특정 신호 전달 경로(EGFR–Src–MLCK)를 활성화해 안구 각막과 결막 상피세포의 장벽 투과성을 조절하는 원리다.

연구팀은 이 엑소좀에 탄소점(CD), 포도당 산화효소(GOx), 이산화망간(MnO2)으로 구성된 나노자임(CMG)을 탑재했다. 또한 엽산(FA)을 붙여 망막모세포종 세포를 표적하도록 설계한 'FA-SEVs@CMG' 점안액을 완성했다.

망막모세포종을 이식한 쥐 모델에 이 점안액을 투여한 결과, 종양 크기가 대조군 대비 약 2% 수준으로 감소하며 강력한 항암 효과를 보였다. 약물은 종양 세포에 산화 스트레스를 유발해 페롭토시스, 미토콘드리아 기능 장애, 세포 자멸사 등을 통해 암세포를 파괴했다.

특히 이 기술은 망막 구조와 기능을 보존하면서 치료 효과를 냈으며, 탑재된 탄소점의 형광 특성 덕분에 종양 진행 상태를 실시간으로 추적할 수 있었다. 쥐와 토끼를 대상으로 한 안전성 평가에서도 심각한 독성이나 염증 반응은 관찰되지 않았다.

연구팀은 이번 연구가 비침습적 안구 후방 약물 전달 플랫폼의 새로운 가능성을 열었다고 평가했다. 다만, 임상 적용을 위해서는 대량 생산, 표준화, 생물학적 안전성 등 해결해야 할 과제가 남아있다고 덧붙였다.