충남대학교와 건국대학교 공동연구팀이 항암 약물 간 나노컨버전(Nanoconversion) 실현 기술을 개발했다.

충남대 약학대학 이석우 교수 연구팀과 건국대 바이오의약학과 박주호 교수 공동연구팀의 이재현 학생연구원은 국제 저명 학술지인 ‘나노 컨버전스(Nano Convergence, Impact Factor 13.5, 분야 상위 6.7%)’ 2025년 4월호에 논문을 게재했다. 이번 연구는 이석우, 박주호 교수가 공동교신저자, 이재현 학생연구원이 제1저자로 연구에 참여했다.

 ▲ 이 석우 교수      ▲이 재현 학생연구원

이번 연구는 기존 항암제인 도세탁셀(Docetaxel)을 펩타이드로 개조해 암세포 내에서 파클리탁셀(Paclitaxel) 모방 분자로 전환하는 혁신적인 약물 변환 전략을 제시했다.

공동연구팀은 도세탁셀과 단백질 특이적 절단 펩타이드를 화학적으로 결합해 자가조립형 나노입자를 제작했으며, 이 나노입자가 종양 특이적 효소인 카텝신(Cathepsin)에 의해 선택적으로 절단돼 '파클리탁셀 유사체'로 변환되는 과정을 성공적으로 구현했다.

특히, 이번 연구는 기존 제약회사들이 개발해 온 단순한 프로드럭(prodrug) 전략을 넘어, 약물이 생체 내에서 화학적 변환(nanoconversion)을 통해 다른 활성 항암제로 전환되는 새로운 개념을 실현했다는 점에서 높은 평가를 받고 있다. 초기 약물(도세탁셀 등)이 암세포 환경 내 특정 효소에 의해 새로운 활성 약물(파클리탁셀 유사체 등)로 나노 수준에서 전환됨으로써, 기존 항암제의 한계를 극복하고 종양 특이적 독성을 극대화하는 것이 이번 연구의 핵심이다.

연구팀에 따르면, 새롭게 개발된 펩타이드-약물 결합체 나노입자는 기존 도세탁셀 대비 뛰어난 수용성, 우수한 항암 효과, 낮은 전신 독성을 나타냈다. 실제로 소동물 종양모델을 대상으로 한 실험에서 나노입자 투여군은 대조군 대비 종양 크기를 약 30분의 1 수준으로 감소시키며 탁월한 항암 효능을 입증했다.

파클리탁셀과 도세탁셀은 고령화 인구 증가와 개인 맞춤형 의학 발전에 따라 세계 시장 규모가 약 7조 원에 이르며, 연평균 약 12%의 성장률을 보이고 있어 이번 연구 성과가 더욱 주목받고 있다.

이번 연구와 관련해 충남대 약학대학 이석우 교수를 비롯한 논문의 주요 저자들은 2025년 4월 마지막 주 논문을 공개한 직후 대한민국 생물학연구정보센터(BRIC)로부터 ‘한국을 빛낸 사람들(한빛사)’에 선정되기도 했다.

제1저자인 이재현 학생연구원은 “이번 연구를 통해 약물 전달 시스템을 넘어, 생체 내에서 약물 자체가 변환되어 치료 효과를 극대화할 수 있는 새로운 접근법을 제시할 수 있어 매우 뜻깊게 생각한다”고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단의 지역혁신선도연구센터(RLRC)사업, 한우물파기기초사업 및 한국보건산업진흥원(보건복지부) 등의 지원을 받아 수행됐다.