기초과학연구원(IBS)은 14일 손상 세포에 에너지를 공급하는 인공 엑소좀을 개발했다고 밝혔다.
조윤경 IBS 첨단연성물질 연구단 그룹리더팀은 엑소좀을 리프로그래밍해 세포 내에서 에너지 생성이 가능하도록 개발했다. 엑소좀은 세포 간 정보전달을 담당하는 소기관이다. 조직의 깊은 곳까지 침투할 수 있어 유용한 차세대 약물전달시스템(DDS)으로 주목받고 있다.
이번에 개발된 '인공 엑소좀(FEx-1)'은 두 개의 엑소좀을 융합해 개발됐다. 세포가 사용하는 에너지(ATP)를 만드는 데 필요한 생체 반응을 일으키기 위해서다. 연구진은 엑소좀의 막과 내부에 ATP를 만드는 데 관여하는 효소가 포함된 서로 다른 두 엑소좀(ATPsyn-CEx-GOx, bo3Oxi-CEx-HRP)을 융합했다.
이렇게 개발된 인공 엑소좀이 살아있는 세포 내에 들어가, 저산소 환경에서 손상된 세포에게 에너지를 공급해줄 수 있다. 연구진은 유방암 환경을 모사한 3차원 원형 조직(스페로이드)에서 인공 엑소좀이 조직 내부 깊숙한 부분까지 전달되는 것을 확인했다.
암세포가 잘 자라는 종양미세환경은 저산소 환경이다. 이를 감안하면 인공 엑소좀은 항암제를 효과적으로 전달하는 약물전달시스템으로서의 역할뿐만 아니라, 그 자체로 손상 세포를 살리는 약물로서의 가능성을 보여줬다.
조윤경 그룹리더는 "인공 엑소좀을 통해 살아있는 세포에 보다 효율적인 물질 전달 방법을 제시했다"며 "향후 엑소좀의 내부와 표면에 부가적인 기능을 탑재한 인공 세포 소기관을 만드는 연구를 계속할 예정"이라고 말했다.
이번 연구는 국제학술지 '네이처 카탈리시스' 9월 14일자에 실렸다.
최지원 기자
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