단국대 강래형 교수팀이 ‘셀레늄(Selenium)’ 치료제의 통합 설계 가이드라인을 제시하며 항암·퇴행성 뇌질환 등 난치성 질환 치료의 새로운 가능성을 열었다.
강래형 교수 연구팀(제약공학과)은 18일 김도경 교수(경희대), 김윤학 교수(부산대)와 공동으로 강력한 항산화 물질로 주목받고 있는 ‘셀레늄(Selenium)’ 치료제의 통합 설계 가이드라인을 발표했다.
셀레늄은 우리 몸의 활성산소를 억제해 세포 사멸(페롭토시스, Ferroptosis)을 막는 필수 항산화 물질로 최근에는 암과 퇴행성 뇌질환 치료의 핵심 소재로 주목받고 있다.
하지만 적정량을 벗어나면 독성을 띠는 ‘양날의 검’과 같은 특성이 있어 치료제로 활용하기 위해서는 정밀한 제어 기술이 필수적이다.
그동안 학계에서는 셀레늄을 활용한 다양한 치료 소재를 개발해 왔지만 분자·나노·고분자 등 소재 형태가 다양해 이를 아우를 수 있는 통합적 설계 기준을 충족시키지 못했다.
이에 강 교수 연구팀은 셀레늄 소재의 기능을 좌우하는 4대 핵심 지표를 정의하고 이를 기반으로 한 ‘공통 설계 지도(Common Design Map)’를 제시했다.
연구팀이 제시한 4대 지표는 ▲셀레늄의 화학적 상태(Species) ▲주변 구조와의 결합 방식(Bonding motif) ▲소재 내 위치(Placement) ▲작동 환경(Trigger window)이다. 이 기준에 따라 소재를 설계하면 암 조직의 산성도나 특정 생체 신호에 선택적으로 반응해 약물을 방출하거나 치료 기능을 수행하는 프로그래밍 소재 제작이 가능하다.
특히 이번 연구는 경험에 의존하던 방식에서 벗어나 데이터와 설계 원리에 기반해 치료 효과를 예측하고 조절할 수 있는 체계를 마련했다는 점에서 의미를 갖는다. 항암 치료 뿐만 아니라 파킨슨병, 뇌졸중 등 세포 사명과 관련된 난치성 질환 분야에서도 차세대 치료 플랫폼으로 활용될 것으로 기대된다.
강 교수는 “이번 연구는 파편화돼 있던 셀레늄 치료 소재의 설계 방식을 하나로 묶어낸 것”이라며 “앞으로 환자 개개인의 질병 환경에 맞춰 선택적으로 작동하는 정밀 의료 소재를 개발하는 데 중요한 이정표가 될 것”이라고 말했다.
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