Cancer Targeting Phage-based Photodynamic Therapy for Pancreatic Cancer Treatment

Abstract

많은 항암제들이 개발되고 있음에도 불구하고 췌장암은 아직도 치료하기 힘든 암이다. 항암치료의 대안책으로 광역학 치료가 관심받고 있지만, 광감작제가 암조직 선택성이 낮아 아직 임상적으로 적용되기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 박테리오파지를 이용한 새로운 감광제 약물 전달 시스템이 개발되었다. 췌장암 세포-표적화 파지-광감작제 접합체는 표적 약물 전달을 위해 설계되었다. 우선 선택된 췌장암 세포(Capan-1)-결합 파지(CBP)가 췌장암 세포 및 조직에 선택성이 있는지 ELISA와 형광 이미징을 통해 확인하였다. ELISA 흡광도 결과에 따르면 CBP1과 CBP2는 대조군보다 평균 2.99배, 4.37배 높은 Capan-1 세포에 대한 결합력을 보였다. Capan-1 세포 이종이식 마우스 모델에 2.0 ⅹ 1012 개수의 표지된 CBP2 파지를 정맥으로 주입한 결과 대조군에 비해 암 조직에서 형광 축적이 관찰되었다. 선택된 파지를 약물 전달체로서 사용하기 위해, NHS-EDC 화학 반응을 통해 파지를 감광제인 pyropheophorbide-a(PPa)와 접합시켜 Capan-1 binding phage–pyropheophorbide-a conjugate (CBP-PPa)를 제조하였으며 conjugation 후에도 PPa의 광역학적 성질은 변하지 않았다. Capan-1 세포에 24시간 동안 CBP1-PPa와 CBP2-PPa를 각각 처리한 후 75mW/cm2 강도의 660 nm 적색 레이저를 2분간 광역학적으로 처리했을 때 세포 생존율은 대조군과 비교하여 각각 41.64±3.95%, 36.32 ± 1.21%.로 감소하였다. Capan-1 이종이식 마우스 모델에 파지를 투여한 후, 1시간 및 24시간 후 15분 동안 레이저를 조사하였다. 7일 후 한 번 더 동일하게 레이저를 조사하였다. 28일 후, 종양 조직 부피를 측정하여 치료 효능을 평가한 결과, PBS 처리군의 평균 종양 크기는 1265.37 ± 220.82 mm3인 반면 CBP1 처리군의 평균 종양 크기는 374.13 ± 168.76 mm3(PBS 처리군 대비 29.56%)였으며, CBP2 처리군의 평균 종양 크기는 83.51 ± 80.65 mm3(PBS에 비해 6.60%)였다. 종합적으로, 본 연구를 통해 개발된 파지-PPa 복합체가 췌장암 치료를 위한 새로운 광역학 치료 물질로서 in vitro, in vivo에서 효과가 있음을 확인하였다.