커피의 갈색성분 ‘암 진단·치료에 활용’ 기술 개발

↑ 포스텍 신소재공학과 한세광 교수 <사진 = 포스텍>

커피를 로스팅할 때 생성되는 화합물인 ‘멜라노이딘’을 광음향을 이용한 의료 영상 촬영, 항암치료, 지방흡입 등에 사용할 수 있는 기술이 포항공과대학교(POSTECH) 연구팀에 의해 개발됐다.
멜라노이딘은 당과 아미노산이 반응하는 메일라드 반응을 통해 만들어진다. 된장이나 간장을 발효 숙성할때 나오는 갈색 빛깔이 멜라노이딘 때문이다. 우리가 즐겨 마시는 커피는 초록색 생두를 볶아(로스팅) 만드는데 생두를 로스팅할때 갈색으로 변하는 것도 멜라노이딘 때문이다. 멜라노이딘은 강력한 항산화 작용이 있으며 암을 예방하는 것으로 알려져 있다.
POSTECH 신소재공학과 한세광 교수 연구팀은 창의IT융합공학과 김철홍 교수, 삼성종합기술원 이민영 박사 연구팀과 공동연구를 통해 멜라노이딘에 빛을 쬐면 음파가 생성되는 ‘광음향 특성’이 나타나는 것을 최초로 발견했다. 이 물질을 활용해 암 전이와 관련된 림프절과 내장 기관의 의료영상을 촬영하는데 성공했다.
연구팀은 멜라노이딘이 광음향 특성 외에도 빛을 받으면 열을 내는 ‘광열 특성’도 가지고 있다는 것에 착안했다. 동물실험 결과 상대적으로 열에 약한 항암조직이 괴사되고 지방조직을 녹이는 결과를 얻을 수 있었다.
멜라노이딘의 경우 인체에 무해한 생체고분자다. 이를 이용해 광음향 영상을 촬용할 경우 멜라노이딘이 생분해 돼 몸 밖으로 배출되기 때문에 X선 촬영이나 MRI와 같이 조영제를 투여해야 하는 의료영상촬영의 부작용을 해소할 수 있을 것으로 기대된다.
멜라노이딘이 가진 광열 특성을 활용할 경우 항암 광열 치료뿐만 아니라 지방조직을 절개 없이 제거할 수 있어 최근 활발하게 시술되는 지방흡입술에도 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 이번 연구는 한국연구재단의 지원으로 수행됐으며 나노 분야 세계적 권위지인 ACS Nano지 온라인판을 통해 발표됐다.
연구를 주도한 한세광 교수는 “이번 연구는 멜라노이딘을 투여한 후 빛을 이용해 의료영상 촬영이나 광열치료에 효과적으로 적용할 수 있다는 가능성을 확인한 첫 사례”라며 “향후 새로운 포토메디슨(광음향·광열·광동력학 소재 등을 체내에 투여한 다음 빛을 쪼여 항암치료, 성형수술 등을 하는 것) 기술의 상용화에 적극 나서겠다”고 밝혔다.
[이영욱 기자]