[한국기술뉴스] UNIST 화학과 유자형교수 연구팀은 암세포 사멸 및 항암치료에 효과적인 뉴클레오펩티드 항암 치료제를 개발했다. 개발된 기술은 UNIST 산학협력단을 통해 특허를 출원(출원번호 제1020210067900호)했다. 특허 명칭은 '미토콘드리아 표적화 뉴클레오펩티드 및 이를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

암세포들의 미토콘드리아가 정상세포에 비해 생물학적 차이가 있음에, 최근 암세포들의 미토콘드리아를 표적화하는 것이 항암 요법의 효율을 증진시키기 위한 방법으로 널리 알려져 있습니다. 많은 미토콘드리아 대사물 중, ATP는 에너지 생산과 세포 호흡 및 대사와 같은 세포 과정에서 매우 중요한 생분자입니다. 일부 암세포는 정상 세포 대비 약 3배 높은 ATP 농도를 가집니다. 본 기술은 암세포에 침투해 암세포 에너지원(ATP)을 제거하고 미토콘드리아의 기능장애를 일으키는 방식으로 암세포만 골라 죽이는 항암 치료 기술을 제안합니다.

UNIST 유자형 교수 연구팀은 항암 요법에 새로운 접근법으로서, 미토콘드리아 내부 ATP와 결합하여 큰 집합체를 형성하는 뉴클레오펩티드를 개발하였습니다.

뉴클레오펩티드는 펩타이드 서열에 핵염기가 결합된 화합물로 우수한 생체적합성을 가집니다. 연구팀은 미토콘드리아 표적이 가능한 펩타이드 서열과 핵염기 중 티민을 접합한 뉴클레오펩티드를 설계하였습니다.

본 연구에서 개발된 뉴클레오펩티드는 음전하를 가지는 미토콘드리아 막과 상호작용하여 미토콘드리아 내부에 축적될 수 있습니다.

이후, 미토콘드리아 내부 ATP의 아데닌과 뉴클레오펩티드의 티민 간의 상보적인 수소결합을 통해 자기 조립할 수 있는 시스템을 개발하였습니다. 정상세포보다 높은 암세포의 ATP 농도환경은 암세포에서만 선택적으로 집합체 형성이 가능하도록 합니다. 따라서 암세포 미토콘드리아 내부에서 형성된 큰 집합체는 미토콘드리아 기능장애를 유발하고 결국에는 암세포의 사멸을 유도합니다.

즉, 미토콘드리아 표적화 뉴클레오펩티드는 선택적으로 암세포의 미토콘드리아 내 ATP를 고갈시키고 큰 집합체를 형성하면서, 암세포의 사멸을 유발하여 항암 치료 효과를 나타낼 수 있습니다.

본 연구는 미토콘드리아 대사물질인 ATP와의 결합을 통해 미토콘드리아 내부에서 항암물질을 형성하는 새로운 기전의 항암 치료제 플랫폼으로 암 치료제 개발에 효과적인 전략으로 사용될 것으로 기대됩니다.