과학자들은 건강한 세포에 해를 끼치지 않고 암세포를 죽이는 LED 조명을 만듭니다.

이러한 획기적인 발전은 UT 오스틴 포르투갈 프로그램을 통해 가능해진 오스틴 소재 텍사스 대학교와 포르투갈 포르토 대학교 간의 파트너십에서 비롯되었습니다. 이번 협력은 빛을 기반으로 한 암 치료법을 보다 접근 가능하고 저렴하게 만드는 것을 목표로 합니다. 이러한 치료법의 현재 버전은 고가의 재료, 특수 실험실 설비, 때로는 주변 조직을 손상시킬 수 있는 강력한 레이저에 의존합니다. LED로 전환하고 주석 기반의 “SnOx 나노플레이크”(“Sn”은 주석의 화학 기호)를 도입함으로써 연구원들은 보다 안전하고 잠재적으로 저렴한 대안을 만들었습니다.

LED 조명과 나노플레이크가 협력하여 암을 퇴치하다

“우리의 목표는 효과적일 뿐만 아니라 안전하고 접근하기 쉬운 치료법을 만드는 것이었습니다.”라고 Cockrell School of Engineering의 Chandra Family Department of Electrical and Computer Engineering 교수이자 프로젝트 리더 중 한 명인 Jean Anne Incorvia가 말했습니다. “LED 조명과 SnOx 나노플레이크의 조합을 통해 우리는 건강한 세포는 손상시키지 않으면서 암세포를 정확하게 표적으로 삼는 방법을 개발했습니다.”

최근에 발표된 연구에서는 ACS나노이 접근법은 대장암과 피부암 세포 모두에 대해 매우 효과적인 것으로 입증되었습니다. LED 구동 치료법은 단 30분 노출 후에 피부암 세포의 최대 92%, 대장암 세포의 50%를 파괴했으며 건강한 인간 피부 세포는 손상되지 않았습니다. 결과는 치료법의 정확성과 안전성을 강조합니다.

기존 암 치료법에 대한 보다 안전한 대안

암은 전 세계적으로 두 번째로 큰 사망 원인으로 남아 있으며, 기존의 많은 치료법에는 심각한 부작용이 따릅니다. 전 세계의 과학자들은 치료법을 보다 안전하고 보다 표적화할 수 있는 새로운 방법을 모색하고 있습니다. 가장 유망한 것 중 하나는 수술이나 독성 약물 없이 빛을 사용하여 암세포를 가열하고 파괴하는 근적외선 광열 요법입니다. 이 원칙은 UT 오스틴-포르투갈 팀 연구의 기초를 형성합니다.

강력한 초기 결과를 보여준 연구자들은 이제 공정에서 빛과 열이 어떻게 상호 작용하는지 이해하고 처리 능력을 향상시킬 수 있는 다른 재료를 테스트하는 데 집중하고 있습니다. 또 환자에게 직접 치료법을 전달할 수 있는 실용적인 의료기기도 설계할 계획이다.

환자에게 빛 기반 암 치료 제공

포르토 대학 공학부 연구원이자 포르투갈 프로젝트 수석 연구원인 아르투르 핀토(Artur Pinto)는 “우리의 궁극적인 목표는 특히 전문 장비에 대한 접근이 제한된 곳에서 부작용이 적고 비용이 적게 드는 환자들이 이 기술을 사용할 수 있도록 하는 것”이라고 말했습니다. “특히 피부암의 경우 언젠가는 치료가 병원에서 환자의 집으로 옮겨갈 수 있을 것으로 예상됩니다. 수술 후 휴대용 장치를 피부에 놓아 남아 있는 암세포를 조사하고 파괴하여 재발 위험을 줄일 수 있습니다.”

Incorvia와 Pinto는 2021년 UT 오스틴 포르투갈 프로그램을 통해 처음으로 팀을 이루었습니다. 그 이후로 그들은 텍사스와 포르투갈을 교환하고 전문 지식을 결합하여 2차원 재료를 사용하여 암 치료법을 발전시킬 수 있는 방법을 탐구했습니다.

연구 영역 확장

성공을 바탕으로 팀은 최근 UT 오스틴 포르투갈 프로그램을 통해 동일한 LED 및 나노플레이크 기술을 사용하여 유방암 환자를 위한 임플란트를 만들기 위한 추가 자금을 받았습니다. 이들의 지속적인 협력을 통해 가까운 미래에 보다 개인화되고 저렴하며 통증이 없는 암 치료의 길을 열 수 있습니다.

이 기사의 다른 공동 저자는 다음과 같습니다. Ph.D. 학생 Hui-Ping Chang(나노플레이크 개발 주도)과 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 학부생 Eva Nance; Filipa ALS Silva(생물학적 특성화 수행), Susana G. Santos(작업 감독) 및 포르토 대학 공과대학의 Fernão Magalhães 교수(자금 확보에 기여); LED 시스템을 개발한 Trás-os-Montes 대학의 José R. Fernandes와 Alto Douro가 있습니다.

UT 오스틴 포르투갈 프로그램은 UT와 포르투갈 과학 기술 재단(FCT) 간의 오랜 과학 기술 파트너십입니다. 포르투갈은 MIT와 카네기 멜론 대학교 등 다른 두 미국 대학과 유사한 파트너십을 맺고 있으며 UT와의 17년 협력이 최근 5년 더 연장되었습니다.