Exosome (엑소좀 또는 extracellular vesicle)은 다양한 세포들로 부터 방출되는 생물학적 막 (인지질막)으로 둘러쌓인 소낭 모양의 입자로 호르몬이나 성장인자 처럼 조직 또는 세포들 사이의 정보를 전달하는 입자입니다. 이들은 혈액이나 체액, 세포 배양액에서 자발적으로 또는 조직 손상이나 감영과 같은 자극에 의해 생성되며, 조직 재생이나 생체 내 항상성 유지에 중요한 기능을 담당하는 것이 확인되면서, 배양세포로부터 확보되는 엑소좀은 조직재생 치료제 또는 약물 전달체로서의 가능성을, 생체 체액에서 발견되는 엑소좀은 진단이나 치료 효능의 마커로 활용이 주목받고 있습니다.

특히, 약물 전달체로서의 가치가 점차 인식되면서 다양한 방법으로 생체유래 분자 또는 합성 약물의 탑재 또는 표면 개질 (변형)을 통해 엑소좀의 기능을 개선하려는 시도들이 매우 중요한 과제로 수많은 연구자들이 연구개발에 나서고 있습니다. 그러나, 치료용 분자의 탑재를 위해 동원되는 물리적 또는 화학적 방식이 엑소좀의 손상을 유도하기도 하고, 약물 탑재의 효율이 낮은 것이 현재까지의 한계로 남아있습니다.

최근 한국과학기술연구원의 김호준 박사팀은 단순히 엑소좀을 거대분자 (약제)와 혼합만으로도 손쉽게 고용량으로 10분 이내 탑재할 수 있는 기술을 개발했습니다. 이 기술은 큐보좀 (cubosome)이라는 상온에서 엑소좀과 쉽게 융합하는 나노입자를 활용하여 엑소좀에 치료용 거대분자를 안정적으로 도입하게 만드는 것으로, mRNA, 항암제인 doxorubicin, 항체 단백질 등과 같은 거대분자가 10분이내에 100% 가까이 엑소좀의 내부로 들어가는 것을 확인했고, 이렇게 mRNA가 도입된 엑소좀이 배양세포 또는 체외 뇌혈관 장벽 (Brain-Blood Barrier, BBB) 모델에서 뇌세포로 전달되는 약물전달체로서의 기능을 확인하였고, 운반된 mRNA의 세포내 발현이나, 약물의 전달을 확인하는 등 엑소좀의 약물 전달 능력을 확인하는 성과를 확보했고, 큐보솜의 대량생산 기술을 포함한 성과를 Nature communications라는 우수한 학술지에 (https://www.nature.com/articles/s41467-025-59489-5)보고 하였습니다.

이 기술은 고가의 장비나 복잡한 전처리 방식 없이 간단한 혼합만으로도 약물의 엑소좀 도입으로 엑소좀의 약물전달체로서의 기능을 최대한 활용할 수 있는 능력이 있을 것입니다.

생산된 엑소좀의 체내 약물전달 효능을 동물 모델에서 검증한 결과가 없는 것이 아쉽지만, 이 질문에 대한 명쾌한 해답이 확보된다면, 뇌 질환, 암, 자가면역질환 등 다양한 난치성 질환에 대한 우수한 치료제로서의 가치를 가질 것으로 예상합니다.