암 진단·치료용 '박테리아 나노로봇' 세계최초 개발

[이데일리 이승현 기자] 박종오 전남대학교 교수(로봇연구소장)가 이끄는 융합연구단이 암 진단과 치료가 동시가능한 ‘박테리아를 이용한 의료용 나노로봇’(박테리오봇·Bacteriobot)을 개발한 뒤 동물실험으로 실효성을 입증해냈다. 기존의 수동형 나노약물 입자가 아닌 능동적인 의료용 나노로봇 개발은 전세계 처음이다.

△박종오 전남대 교수(로봇연구소장). 전남대 제공

16일 미래창조과학부와 한국연구재단에 따르면, 박 교수의 연구진은 ‘과학전문지 ‘네이쳐’ 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports) 온라인 최신판(12월)에 ‘박테리아기반 마이크로로봇을 이용한 암 진단·치료법에 관한 새로운 패러다임’이라는 제목의 논문을 발표했다.

박테리오봇은 생물체인 ‘박테리아’와 약물전달체인 ‘마이크로구조체’(3μm 크기)로 구성된다. 조직이나 혈액 속을 유영하는 박테리아는 항암제 등 특정약물을 가진 마이크로구조체를 밀면서 암이 있는 곳을 찾아간다. 박테리오봇이 암에 도착하면 마이크로구조체가 터져서 암 표면에 항암제를 뿌리게 된다. 박종오 교수는 “박테리오봇은 박테리아와 약물전달체의 하이브리드(결합) 개념”이라며 “공학과 의학이 협력한 산물”이라고 말했다.

△박테리오봇 정의. 미래창조과학부 제공

연구진은 이 논문에서 항암 약물을 능동적으로 전달하는 의료용 나노로봇 개념을 제시했다. 이어 고형암(대장암·유방암 등)을 가진 동물(쥐) 모델을 이용해 실제 박테리오봇의 암 지향성과 암조직 내 타겟팅(표적화) 여부 또한 세계 최초로 밝혔다.

박종오 교수는 “본 연구는 세계 최초로 기존 암 진단·치료의 한계를 극복하는 새로운 능동형 약물전달체와 의료용 나노로봇을 개발했다는 데 의미가 있다”고 말했다.

미래부 측은 “박테리오봇이 실용화되면 미세한 초기 암도 찾아가 항암제를 주입할 수 있게 된다”며 “암 진단과 치료에 획기적인 전기를 마련할 수 있을 것”이라고 기대했다. 연구진은 동물실험과 향후 임상실험 등을 거쳐 의료용 나노로봇 상용화까지 5년 가량이 걸릴 것으로 보고 있다.

연구진은 박종오 교수를 필두로 박석호 교수(전남대 기계공학), 민정준 교수(전남대 의대 핵의학), 박성준 박사(전남대 로봇연구소), 박승환 박사(전남대 의대 핵의학) 등 5명으로 구성됐다. 연구진은 이번 의료용 마이크로·나노로봇 기술을 국내 특허 출원·등록하고 미국과 유럽, 중국 등 국제특허 출원도 마친 상태이다.

△박테리오봇의 특성 및 시너지 효과. 미래창조과학부 제공