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연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 세포막에 안정적으로 삽입되는 단일분자 광 테라노스틱스 플랫폼(NDI-COE)을 개발했다. 이 물질은 암세포막에 자리 잡은 뒤 빛을 받으면 세포 주변의 물을 직접 산화해 활성산소를 생성한다. 또 외부 산소 공급 없이도 반응이 지속된다. 실제 실험에서도 저산소 환경과 정상 산소 환경에서 유사한 수준의 활성산소 생성이 확인됐다.
이렇게 생성된 활성산소는 암세포막 손상을 유도해 염증 반응을 동반하는 파이롭토시스(Pyroptosis)를 효과적으로 활성화한다. 파이롭토시스는 세포막이 부풀어 오르며 파열되는 형태의 세포 사멸 경로를 말한다.
연구팀이 개발한 기술을 활용하면 치료 과정을 실시간 관찰할 수도 있다. 연구팀이 개발한 NDI-COE는 세포막에 삽입되면 형광을 띄어 암세포가 파괴되는 과정에서 형성되는 파이롭토틱 소낭의 방출을 관측할 수 있다. 치료와 진단 기능을 통합할 가능성이 있다는 의미다.
김종승 고려대 교수는 “암세포 주변의 물을 활용해 산소 의존성을 극복한 새로운 광치료 전략을 제시했다”며 “종양 치료는 물론 면역 반응 연구로도 확장할 수 있다”고 말했다.
