KAIST, ‘카이랄 나노 페인트’ 기술로 항암·코로나 치료 혁신

KAIST, ‘카이랄 나노 페인트’ 기술로 항암·코로나 치료 혁신: 김미경 기자 / 기사승인 : 2025-03-20 09:28:18

▲ (왼쪽부터) KAIST 신소재공학과 염지현 교수, 정욱진 석박사통합과정 (사진= KAIST 제공)

[mdtoday=김미경 기자] KAIST 연구진은 카이랄 나노 페인트 기술로 의료용 나노소재에 카이랄성을 부여한 자성 나노입자를 개발했다.

기존 소재들이 체내에서의 전달 문제와 분해의 어려움을 겪는 가운데, 이들은 카이랄성을 부여한 자성 나노 입자를 개발해 항암 온열 치료 효과를 4배 이상 향상시켰다. 또한, 이 기술은 코로나19 백신 등 mRNA 치료제의 효율성을 극대화할 수 있는 가능성을 제시했다.

KAIST는 신소재공학과 염지현 교수 연구팀이 바이오 나노 소재 표면에 카이랄성을 부여할 수 있는 '카이랄 나노 페인트' 기술을 최초로 개발했다고 19일 밝혔다.

이 연구는 생명과학과 정현정 교수팀과 협력해 mRNA 전달 지질전달체 표면에도 성공적으로 도입했으며, 이 연구들은 각각 ACS Nano와 ACS Applied Materials & Interfaces에 게재됐다.

염지현 교수팀은 인간의 몸에서 L-형 및 D-형 구조가 다르게 작용하는 카이랄 선택성에 주목했다. 이를 통해 다양한 크기의 나노 소재에 카이랄성을 입히는 데 성공했다. 연구팀은 특히 종양 조직을 괴사시키는 항암 온열 치료 기술에서도 이점을 확인했다. D-카이랄성이 암세포 내에서 더 많이 흡수되어 치료 효과가 4배 이상 향상됨을 밝혔다.

후속 연구에서는 mRNA 기반 치료제의 불안정성 문제를 해결하기 위해 지질전달체 표면에 카이랄 페인트 기술을 적용했다. 그 결과, D-카이랄성 페인트를 사용한 경우 mRNA 세포 내 발현을 2배 이상 안정적으로 증가시켰다. 이는 생명과학과 이주희 연구원과 신소재공학과 정욱진 박사 과정 학생이 공동 저자로 기여했으며 국제 학술지에 게재됐다.

염지현 교수는 "이번 연구를 통해 바이오 나노 소재 성능을 크게 향상시키고 다양한 크기 및 모양을 가진 혁신적 합성 방법론을 제시했다"며 "앞으로 암, 코로나 등 다양한 질병 예방 및 치료를 위한 차세대 바이오 플랫폼 개발에 주력할 계획"이라고 설명했다.

한편 이번 성과는 과학기술정보통신부와 범부처전주기의료기기연구개발사업단 등의 지원으로 이루어졌다.

메디컬투데이 김미경 기자([email protected])