ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ항암제는 암세포 증식을 억제하는 역할을 하지만, 반복적인 투여에 반응해 내성이 생기면 효과가 감소된다.
암세포 유전자에 '자폭 스위치'를 삽입해 항암제 내성을 억제하는 실험이 성공했다. 이번 연구 성과는 국제학술지 '네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)'에 게재됐다.
암세포는 약제를 분자적으로 비활성화하거나 아폽토시스(Apoptosis·세포사) 회피 등 다양한 형태로 항암제에 대한 내성을 획득할 수 있다. 일단 내성이 생기면 새로운 약을 찾거나 다른 치료법을 모색해야 한다.
미국 펜실베이니아 주립대 스콧 레이호(Scott M. Leighow) 교수팀은 암세포의 항암제 내성을 극복하는 '듀얼 스위치 선택 유전자 드라이브(dual switch selection gene drive)'라는 새로운 치료법을 개발했다.
이 치료법은 암세포 유전자에 '다른 암세포 집단보다 크게 성장하는 스위치'와 '암세포에 유해한 독성물질을 방출하는 스위치'를 각각 심는 방식이다. 유전자 편집 암세포에 내장된 자폭 스위치의 온/오프를 적절한 타이밍에 전환해, 암세포 내성 획득을 막는 동시에 사멸시키는 방식이다.
연구팀은 실험실 내에서 비소형 폐암 세포에 두 개의 스위치 유전자를 삽입했다. 첫 번째 유전자는 항암제 엘로티닙(Erlotinib)의 도움으로 세포 증식과 성장을 제어하는 상상피세포성장인자수용체(EGFR) 활성화를 조절하는 역할을 한다.
일반적으로 엘로티닙은 EGFR 단백질의 활성화를 멈추고 암세포가 통제 불능으로 증식하는 것을 막는데, 첫 번째 유전자를 켜면 변형 암세포가 엘로티닙에 대한 내성을 가질 수 있다.
연구팀은 암세포에 자폭 스위치를 내장하는 동시에 엘로티닙을 투여해 원래 암세포 이상으로 빠르게 변형 암세포를 성장시킨 후, 변형 암세포가 우세해진 시점에 스위치를 꺼 증식을 멈추도록 했다.
변형 암세포가 증식을 멈추면, 두 번째 자폭 스위치를 켠다. 이 유전자는 무해한 분자 플루시토신(5-FC)을 플루오로우라실(5-FU)이라는 항암제로 변환하는 효소를 생성한다. 두 번째 스위치를 켠 상태로 플루시토신을 투여하면 플루오로우라실이 방출돼 변형 암세포와 일반 암세포를 한꺼번에 사멸시킬 수 있다.
연구팀이 실험용 쥐에 테스트한 결과, 치료 약 20일 후 변형 암세포가 일반 암세포를 추월할 정도로 성장했고, 80일 후에는 종양 부피가 '0'을 기록했다.
레이호 교수는 "'듀얼 스위치 선택 유전자 드라이브' 치료법을 연구하는 스타트업을 설립해 폐암 이외의 암과 기타 항암제에도 응용할 방법을 모색하고 있다"고 밝혔다.