DGIST 뉴바이올로지학과 김민석 교수팀이 세계 최초로 혈액 내 존재하는 모든 종류의 암세포들을 분리할 수 있는 자동화 장치를 개발하였다고 밝혔다. 해당 기술은 모든 종류의 암세포를 분리할 수 있고, 초정밀 암진단이 가능하며 이를 완전 자동화 형태로 구현하여 병원에서 바로 활용 가능할 정도로 완성도가 높다. 개발한 기술은 음성선택 타겟 세포 이외의 모든 세포를 선택하여 제거하는 방식 을 이용하여 암세포가 아닌 다른 세포들을 모두 제거하고 초정밀 유체 제어 기술을 통해서 세포의 스트레스와 손실율을 최소화하며 세포를 분리하는 것을 성공시켰다. 마커의 유무, 암세포의 크기와 관계없이 다양한 암세포주에서 90% 수준의 높은 회수율을 보였고, 연세대학교 김혜련 교수팀과의 공동연구를 통해 폐암 환자의 혈액으로 순환종양세포를 분리, 약물효과 추적관찰 등 임상적 유용성도 확인하였다. 또한 완전 자동화를 통해 기술적 완성도를 높여 분리 성능은 물론 의료현장에서 조기 상용화가 가능하다는 점에서 의학적 영향력이 클 것으로 보인다. 김민석 교수는 “해당 기술이 암의 조기 진단, 맞춤형 치료제 처방 등 더욱 정밀한 진단과 맞춤 치료제 선정에 활용되어 암 환자들에게 도움이 되길 희망한다”고 말했다. 이번 연구는 의료기관 창업캠퍼스 원천기술개발사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구결과는 Theranostics 12권 8호에 지난 5월 1일 게재되었다.

생명과학 분야에서 가장 활발히 연구되고 있는 크리스퍼 유전자 가위는 특정 염기서열을 인지해 해당 부위의 유전자를 절단하거나 삽입해 사람과 동식물 세포의 유전자를 교정하는 기술이다. 많은 과학자의 연구 덕분에 빠르게 발전하고 있지만, 여전히 기술적 한계가 있어 여전히 임상에서는 활용되지 못하고 있다. 카이스트 의과학대학원, 한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구센터, 강원대 화학·생화학부 공동 연구팀은 정상 세포에는 작동하지 않고 질병 세포의 유전자만 교정하는 ‘크리스퍼-캐스9 유전자 가위’ 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’에 실렸다. 연구팀은 특정 염기서열을 인식해 절단한다는 유전자 가위의 특성에 주목했다. 질병 세포에서만 과하게 발생하는 ‘질병 세포 특이적 마이크로RNA’를 잘라내는 유전자 가위 시스템을 설계한 것이다. 연구팀은 유전자 가위가 스스로 작동 여부를 결정할 수 있도록 만든 이번 기술을 ‘유전자 가위 셀프 체크인 기술’이라고 이름 붙였다. 유전자 가위 셀프 체크인 기술은 질병 세포 특이적 마이크로RNA가 적은 정상 세포에서는 유전자 교정을 수행하지 않지만, 질병 세포나 문제의 마이크로RNA가 증가하면 유전자 가위가 세포핵으로 들어가 질병을 유발시킬 수 있는 유전자들을 잘라 제거한다. 실제로 사람과 생쥐의 세포로 실험한 결과 유전자 가위가 잘 작동한다는 것이 확인됐다. 또 연구팀은 다양한 폐암 세포에서 특정 마이크로RNA와 발암 단백질(Ezh2)이 함께 증가하는 것을 증명하고 유전자 가위로 폐암 세포 내 발암 유전자 교정에 성공했다. 일반적으로 화학 항암요법은 치료 기간이 길어질수록 약물 내성이 생겨 치료 효과가 떨어지는 경우가 많다. 이에 연구팀은 유전자 가위 셀프 체크인 기술과 항암제를 동시에 사용하면 약물 내성을 일으키지 않고 암을 더 효과적으로 치료할 수 있다고 밝혔다. 연구를 이끈 이지민 카이스트 교수는 “이번에 개발된 유전자 가위 셀프 체크인 기술은 기존 유전자 가위 시스템의 문제를 개선함으로써 다양한 질병 치료에 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

조기진단 기술과 치료법 발달로 암도 관리 가능한 질병이 되고 있다. 그렇지만 여전히 암은 인류가 정복하지 못한 질병 중 하나이기도 하다. 국내 연구진이 암세포가 만드는 에너지 분자를 이용해 암을 제거하는 ‘이이제이’(以夷制夷) 치료법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과, 에너지화학공학과 공동 연구팀은 암세포 미토콘드리아 안에서 암세포 에너지 분자인 ATP와 결합해 거대 분자를 만드는 물질을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘케미컬 사이언스’ 6월 2일자 표지논문으로 실렸다. 세포 소기관 중 하나인 미토콘드리아는 ‘세포 공장’이라고 불리는데 여기서 세포 에너지원으로 쓰이는 ATP를 만든다. ATP가 부족하거나 ATP를 생성하는 미토콘드리아가 망가지면 세포는 사멸한다. 모든 세포가 ATP를 만들지만 증식 속도가 빠른 암세포에서 ATP 농도는 훨씬 높다. 연구팀은 이 점을 주목해 고농도 ATP와 결합해 거대 분자 덩어리를 만드는 항암 유도물질을 제조했다. 정상세포가 만드는 ATP 농도에서는 거대 분자 덩어리가 형성되지 않도록 했다. 연구팀이 만든 물질은 암세포가 생성하는 ATP와 결합해 거대 분자 덩어리를 형성한다. 거대 분자 덩어리 크기는 수 백 나노미터(㎚) 수준으로 미토콘드리아 막을 파괴할 정도이다. 또 거대 분자 덩어리가 생성되면서 암세포의 ATP를 소진시켜 암세포가 더 커지지 않도록 만든다. 암세포의 성장 에너지를 소비하는 동시에 암세포를 커지게 만드는 미토콘드리아를 터트려 암세포가 더 이상 기능하지 못하도록 하는 것이다. 연구팀은 이번에 개발한 물질을 암세포에 주입해 관찰한 결과 암세포 성장 속도가 느려진 다음 파괴되는 것을 확인했다. 유자형 UNIST 교수는 “이번 연구는 세포 에너지원인 ATP를 제거하는 동시에 미토콘드리아 기능장애를 일으킬 수 있는 거대 분자가 암치료에 효과적이라는 것을 보여주고 있다”며 “미토콘드리아를 표적으로 하는 항암 치료제 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

뱀독은 사람만이 아니라 대부분의 생물체에 치명적인 독성 물질이 혼합된 용액이다. 따라서 항생제나 항암제를 연구하는 과학자들은 일찍부터 뱀독이나 거미 독 같은 생물학적 독성 물질을 연구해왔다. 치명적인 세균이나 암세포를 파괴하는 물질이 들어있기 때문이다.  그런데 자연계의 독을 연구하던 과학자들은 한 가지 의외의 사실을 발견했다. 소량으로도 사람을 죽일 수 있는 치명적인 독 안에서 아무렇지도 않게 살아가는 박테리아가 있었던 것이다. 과거 과학자들은 뱀에 물렸을 때 상처에 감염되는 세균이 피부에 있던 세균이거나 혹은 뱀의 구강 세균이라고 생각했으나 사실은 뱀독에 본래 살고 있던 세균도 일부 포함되어 있었다.  노섬브리아 대학과 바이오 스타트업인 베놈테크의 과학자들은 치명적인 독을 지닌 독사인 검은목 코브라(black-necked spitting cobra, 학명 Naja nigricollis)의 독에서 엔테로코쿠스 페칼리스 (Enterococcus faecalis)균의 새로운 균주를 분리해 유전자를 분석했다. 이 세균의 놀라운 독 적응 능력을 알기 위해서다. 연구팀은 유전자 분석을 통해 독 내성에 관련된 여러 개의 유전자를 보고했다.  연구팀에 따르면 연간 전 세계적으로 270만 건의 독사 물림 사고가 발생하며 이 가운데 75%의 환자가 상처 부위 감염을 겪는다. 감염 세균 중 상당수는 이렇게 독에서 살고 있는 세균으로 생각되나 이제까지 관련 연구는 부족했다. 이번 연구는 새로운 독 내성 균주를 분리하고 유전자를 분석했다는 데 의의가 있다.  연구팀은 독에서 살 수 있는 슈퍼 박테리아에 대한 연구가 뱀 물림 사고 후 효과적인 치료법 개발은 물론 세균의 항생제 및 독성 물질 내성 기전을 이해하는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.독성 물질을 분해하는 세균의 탁월한 능력이 언젠가 인간의 생명을 구하는 데 도움을 줄지도 모른다.  

종근당은 박스터코리아와 재발성 난소암 치료제 ‘케릭스’의 국내 독점 판매 계약을 체결했다고 30일 밝혔다. 이번 계약으로 종근당은 7월부터 국내 병의원에서 케릭스의 유통 및 영업, 마케팅을 담당하게 된다. 케릭스는 주성분인 독소루비신이 페길화 플랫폼 기술을 적용한 리포솜에 캡슐화돼 암세포에만 표적 전달되는 작용기전이다. 기존 독소루비신 약물 대비 심장 독성 및 탈모 등의 부작용이 적고 약효가 오래가는 것이 특징이다. 이 제품은 1995년 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받아 미국, 유럽 등 글로벌 시장에서 난소암 환자들에게 사용되고 있다. 2021년에는 미국종합암네트워크(NCCN) 가이드라인에서 백금 민감성 및 저항성 재발성 난소암 환자의 우선 요법으로 권고한 바 있다.

영남대 의생명공학과 진준오 교수 연구팀이 대장균을 모방한 새로운 형태의 암 치료제를 개발했다. 특히 암의 전이와 재발까지 차단할 수 있는 새로운 개념의 치료 방법을 제시했다.. 영남대 연구팀은 광열치료에 사용되는 금 나노막대에 면역 활성 능력을 가진 대장균의 부착 단백질인 ‘FimH’를 코팅하여 ‘대장균 유사 금 나노막대’를 제조했다. 연구팀은 ‘ECA’를 종양 부위에 투여하고 레이저로 조사해주는 방법으로 종양 세포만을 선택적으로 사멸시켰다. 이때 암세포의 사멸 과정에서 방출된 암 항원과 ECA에서 방출된 면역 활성제인 FimH에 의해 암 항원 특이적 면역 활성을 유도하였고, 그 효과로 전이와 재발 암의 성장을 완벽하게 차단하는 것을 확인했다. 진 교수는 “이번 연구에서 대장균 모방 금 나노막대로 광열 치료를 위한 광열제와 체내 면역 세포를 활성 할 수 있는 면역 활성제를 동시에 포함하고 있는 광열면역치료제를 개발했다. 이 광열면역치료제는 흑색종이나 유방암과 같이 광열치료가 가능한 암에 적용하여 원발성 암 치료를 통해 암의 전이나 재발을 완벽히 차단할 수 있을 것”이라고 기대하며 “여러 암종에 다방면으로 사용할 수 있는 암 항원 함유 광열면역치료제를 개발하여 원발성 암의 치료와 동시에 전이 암 및 재발 암을 예방할 수 있는 나노 물질을 개발해 나갈 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 영남대 대학원 의생명공학과 황주영(박사수료) 연구원이 제1저자, 진준오 교수가 교신저자로 참여하였으며 한국연구재단 우수신진연구자사업 지원으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 나노과학 분야의 세계적 학술지 (ACS Nano, 영향력지수(IF) 15.880)’ 온라인판에 지난 4월 25일 게재됐다.

“2020년 만 21세 때 난소암 4기 판정을 받았다. 소세포성 난소암으로 완치는 불가능하고 항암으로 연명하는 기간마저 6개월에서 1년 정도다. 내가 이 세상에 없을 때 가족과 친구들이 날 볼 수 있는 영상이 있었으면 좋겠다고 생각해 유튜브를 시작했다.” 지난해 유튜브를 통해 난소암 환자로서의 일상을 공개한 유튜버 꾸밍(본명 이솔비)이 23세의 나이로 세상과 작별했다. 사망 소식이 전해진 25일 이후 유튜브와 인스타그램에는 고인을 추모하는 댓글이 이어지고 있다. 고인의 사망소식을 전한 지인 A씨는 “우리에게 또 삶이 있다면 다시 만나 더 행복한 삶을 살아갈 수 있기를 간절히 바라면서 애도를 부탁드린다”라며 “추억을 영상으로 남겨 볼 수 있게 해 준 꾸밍이, 함께 했던 여러분에게 다시 깊은 감사를 표한다”고 적었다. 고인은 한 달전 “항암제를 열심히 찾았는데 맞는 게 없었다. 척수 쪽으로도 암세포가 전이될 것 같다는 소견을 받았다. 그럼 하반신 마비가 올 수 있다더라. 다시 마약성 진통제를 먹고 있다”라고 근황을 알렸다. 지난 19일 ‘내 생의 마지막 기록. 여러분 고마웠어요. 말기. 시한부 일주일’이라는 영상을 통해 “일주일 전까진 멀쩡했는데 그사이에 상태가 많이 안 좋아졌다. 여러분 덕에 유튜브 수익으로 맛있는 거 사 먹고 응원받아서 행복했다. 마지막까지 인스타그램에 기록 남기겠다. 모두 안녕. 다음 생에 꼭 보자”라고 작별 인사를 남겼다. 여성암 중 사망률이 가장 높아난소암 최근 3년간 33.2% 증가 고인이 앓았던 난소암은 여성암 중 사망률이 가장 높다고 알려졌다. 건강보험심사평가원에 따르면 국내 난소암환자는 2016년 1만8115명에서 2019년 2만4134명으로 최근 3년간 33.2% 늘었다. 2019년 암으로 사망한 여성의 거의 절반에 달하는 47%가 난소암으로 사망했다. 조기발견해 치료하면 완치율이 80~90% 이상으로 올라가지만 초기에는 뚜렷한 증상이 없어 발견이 어려운 경우가 많다. 실제로 환자의 2/3 이상이 3기 이상 진행된 상태에서 발견되며 이 경우 5년생존율이 44%로 크게 떨어진다. 초기 증상이 거의 없는 만큼 이상이 없어도 1년에 한번 정기검진을 받는 것이 필요하다. 

과거 불치병으로 알려졌던 암도 과학기술의 발달로 관리 가능한 질병이 됐다. 그렇지만 여전히 암 검진에서 발견하지 못하고 악성이 된 다음 뒤늦게 찾아내는 경우도 적지 않다. 국내 과학자들이 중심이 된 국제 공동 연구팀이 전이를 촉진하고 내성을 갖게 만드는 암을 족집게처럼 찾아내는 방법을 개발해 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 바이오융합연구부, 충남대 분석과학기술대학원, 영국 런던대(UCL) 뇌과학부, 미국 텍사스 오스틴대 화학과 공동 연구팀은 세포의 저산소 상태를 감지해 암을 진단하는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘의약화학’ 5월 18일자 표지논문으로 실렸다. 혈액암을 제외한 고형암은 조직 내에서 저산소 상태가 나타난다. 암의 저산소 상태는 암 진행과 전이는 물론 항암치료 내성을 일으키는 주요 원인으로 알려져 있다. 이 때문에 저산소 상태의 조직이나 세포를 제대로 찾아내는 것은 암의 조기 진단과 치료에 있어서 유리한 고지를 점령하는 것이다. 연구팀은 종양 조직의 저산소 상태에만 선택적으로 반응해 신호를 발생시키는 분자 화합물(프로브)을 만들었다. 이번에 개발한 프로브를 체내에 주입하고 자기공명영상(MRI)을 촬영하면 저산소 상태의 암조직 위치와 형태를 쉽게 파악할 수 있다. 연구팀은 대장암 세포 실험을 통해 저산소 상태 암 조직에서는 일반 세포에 비해 프로브 광학 신호가 3배 이상 높게 나타난다는 것을 확인했다. 또 대장암 세포를 이식한 생쥐를 대상으로 MRI 촬영한 결과 2배 이상 정확도로 암 조직을 찾아냈다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 프로브는 기존 조영제들과는 달리 MRI 같은 검진장치는 물론 암 발생 부위의 조직을 채취해 실험실에서 검사하는 생검에도 사용할 수 있다. 연구를 주도한 홍관수 기초과학지원연구원 박사는 “이번 기술은 암 발생 부위를 다각적 관찰 방법으로 정밀 분석할 수 있게 해 항암제 내성이나 전이가 심한 난치성 암을 조기에 발견할 수 있게 도와줄 것”이라며 “새로 개발된 항암제의 효과 평가에도 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

냄새를 잘 맡는 사람을 흔히 ‘개코’라고 부른다. 실제로 개는 사람보다 1만 배 민감한 후각능력을 갖고 있다. 이 때문에 공항이나 항구에서 짐 깊숙이 숨긴 마약을 찾아내기도 하고 암세포까지 찾아내기도 한다. 개의 후각능력을 이용해 미세한 냄새까지 탐지할 수 있는 전자코를 개발하기도 한다. 그런데 최근에는 수의학자와 의학자, 공학자들이 코로나19 환자를 신속항원검사만큼 정확하게 찾아내는 탐지견 훈련법을 개발했다. 핀란드 헬싱키대 의대 백신연구센터, 바이러스학과, 수의과학부, 헬싱키의대부속병원 감염내과, 심장·호흡기센터, 동핀란드대 약학부, 프랑스 알포르 국립수의대 생물통계·임상역학과 공동 연구팀은 탐지견을 훈련시켜 공항에서 코로나19 감염 입국자를 정확히 찾아낼 수 있다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 영국의학회에서 발행하는 의학 분야 국제학술지 ‘BMJ 국제보건학’ 5월 18일자에 실렸다. 과학자들에 따르면 개는 세균, 바이러스, 기생충 감염으로 생성된 물질 뿐만 아니라 체내 대사 과정에서 방출되는 다양한 휘발성 유기 화합물도 가려 판단할 수 있다. 이 같은 능력을 바탕으로 연구팀은 마약, 폭발물, 암 탐지에 투입됐던 탐지견 4마리를 훈련시켜 신속항원검사와 비슷한 정확도로 코로나19 감염자를 탐지할 수 있게 만들었다. 연구팀은 탐지견들에게 코로나19 확진자 114명과 음성 반응자 306명의 피부와 콧 속을 문지른 면봉을 무작위로 뽑아 섞은 뒤 냄새를 맡아 확진자를 찾아내도록 훈련시켰다. 훈련 과정에서 확진자를 찾아내는 확률은 91~92%로 나타났다. 이후 4마리의 탐지견은 2020년 9월부터 2021년 4월까지 핀란드 헬싱키 반타 국제공항에 투입돼 자발적으로 실험에 동의한 내외국인 303명을 대상으로 탐지견 탐지와 PCR 검사를 실시했다. 그 결과 탐지견의 탐지와 PCR 검사 결과는 98% 일치했다. 양성을 음성으로 잘못 판단한 것은 3건에 불과했다. 이번 탐지법은 PCR 검사를 거부하는 사람이나 힘들어 하는 영유아에 적용할 수 있고, 전염병 초기 단계 뿐만 아니라 진행 중인 전염병을 억제하는데도 도움이 될 수 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 아누 칸텔레 헬싱키대 의대 교수(면역학)는 “이번 연구는 개의 민감한 후각 능력을 바탕으로 코로나19 감염자를 신속하게 찾아낼 수 있다는 것을 보여주고 있다”며 “전염성이 높은 공항이나 항구에서 감염병 탐지견을 활용하면 감염자 구분을 위한 시간과 자원을 절약할 수 있을 것”이라고 설명했다. 칸텔레 교수는 “바이러스 탐지견은 변종에 대해서도 빠르게 재훈련이 가능하다”고 덧붙였다.

암은 사전 진단만 한다면 완치도 가능한 질병이다. 그렇지만 단순한 건강 검진만으로는 암을 조기에 발견하기란 쉽지 않다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 혈액이나 소변 등 체액 한 방울만으로도 그 자리에서 암을 발견할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 공동 연구팀은 혈액이나 소변 같은 체액만으로 암을 현장에서 바로 진단할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 5월 17일자 표지논문으로 실렸다. 소변이나 혈액 같은 체액에는 건강 상태를 알려주는 바이오마커가 포함돼 있어 이를 분석하면 질병 여부를 알 수 있다. 문제는 바이오마커를 분리, 정제해야 되는데 미량이기 때문에 시간과 비용이 많이 소요돼 샘플 분석을 위해서는 대형의료시설이나 실험실을 이용해야 한다. 이런 문제를 해결하기 위해 현장진단기기도 있지만 암이나 감염성 질환을 진단하기에는 정확성이 떨어진다. 이에 연구팀은 다공성 금 나노 전극을 이용해 소량의 샘플만으로도 정확하게 측정할 수 있는 민감도 높은 바이오센서를 개발했다. 이번에 개발한 바이오센서는 세포가 분비하는 세포간 신호전달물질인 엑소좀 같은 바이오마커를 분리, 정제하는 과정 없이 곧바로 현장에서 측정할 수 있다. 연구팀은 표면적을 넓혀 센서의 민감도를 높이는 대신 나노미터 크기 구멍을 만들어 샘플의 오염을 막았다. 연구팀은 이를 이용해 소변과 혈액 속 혈장에서 암세포 유래 엑소좀에 붙어있는 단백질을 검출해 전립선암 환자와 일반인을 구분하는 데 성공했다. 연구를 이끈 조윤경 IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더(UNIST 교수)는 “이번에 개발한 기술로 전립선암 진단에 성공한 만큼 감염병을 비롯해 다른 질병진단 분야에서도 활용 가능할 것으로 기대된다”며 “다공성 금나노 구조의 잠재력으로 현장진단기기 활용도를 높이는 연구를 계속해 나갈 것”이라고 설명했다.

비인두암을 이겨내고 6년 만에 복귀한 배우 김우빈이 선배 이병헌 덕분에 암세포를 조기에 발견했다는 주장이 나왔다. 연예기자 출신 유튜버 이진호는 27일 진행한 생방송에서 김우빈의 비인두암 투병을 언급했다. 이진호에 따르면 김우빈은 2017년 5월쯤 코피를 쏟는 증상에도 따로 정밀 검진을 안 받았다. 스케줄이 많아 몸에 무리가 갔다고 여긴 것으로 전해졌다. 김우빈이 처음 정밀 검진을 받은 것은 이병헌과 술자리 다음날이었다고 한다. 이병헌은 김우빈이 술자리에서 코피를 쏟자 병원에 가볼 것을 조언했고, 그 결과 김우빈은 암을 조기에 발견할 수 있었다. 당시 소속사 싸이더스HQ도 김우빈의 상태에 대해 “다행히 치료가 늦지 않아 약물치료와 방사선 치료를 시작했다”고 밝힌 바 있다. 비인두암은 코와 목, 편도선에 생기는 암으로, 초기 발견 시 생존율은 70% 수준이다. 암이 뇌 쪽으로 전이되면 뇌 신경 마비까지 일으킬 수 있어 초기 치료가 중요하다. 목에 혹이 만져지거나 쉰 목소리, 피가 섞인 콧물, 청력 저하, 각혈 등이 대표적인 초기 증상이다. 한편 김우빈은 지난 9일 tvN ‘우리들의 블루스’를 통해 브라운관에 복귀했다. ‘우리들의 블루스’에는 연인인 신민아와 이병헌, 차승원 등 톱스타가 대거 출연하고 있다.

국내 연구진이 빛을 이용해 암세포와 병균을 공격하는 물질을 만드는데 성공해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과, 연세대 화학과 공동 연구팀은 레이저 빛을 받으면 활성산소를 발생시켜 암세포나 세균을 공격할 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국화학회에서 발행하는 화학분야 국제학술지 ‘JACS Au’에 실렸다. 광감각제는 빛을 흡수해 주변 산소를 활성산소로 바꿀 수 있는 물질이다. 활성산소의 강한 산화력으로 암세포나 세균을 제거할 수 있다. 특히 일중항산소는 활성산소 중에서도 산화력이 강하다. 일중항산소를 만드는 광감각제는 중금속이 포함되거나 물에 잘 섞이지 못해 인체에 유해할 뿐만 아니라 체내에서 작용하지 않는 경우가 많다. 이에 연구팀은 친수성 생분해 고분자인 폴리글리세롤을 주원료로 한 광감각제를 만드는데 성공했다. 실제로 광감각제를 넣고 레이저빛을 조사하면 암세포와 세균의 성장 속도가 절반 이하로 줄어든 것이 확인됐다. 연구를 이끈 민승규 UNIST 교수는 “이번 연구는 고분자 광감각제의 높은 생체적합성을 비롯해 광반응성 항암 및 항생효과를 확인했다는데 의미가 크다”며 “이번에 개발한 기술은 새로운 암치료법 개발은 물론 식수나 공기 살균 같은 분야에 광범위하게 사용될 수 있을 것”이라고 말했다.

‘테라젠바이오’는 유전체(게놈) 분석 서비스와 항암백신 개발, 유전체 분석을 기반으로 맞춤형 신약을 개발하는 회사이다. 상장제약사인 테라젠이텍스 산하 바이오연구소였다가 2020년 5월 분할해 별도 법인으로 출범했다. 테라젠이텍스 대표를 지낸 황태순(54) 대표가 새 법인의 경영을, 삼성암연구소 소장이던 백순명 연세대 의과대 겸임교수가 연구소장(CTO)을 맡았다. 2009년 한국인 유전체 분석을 완성한 이래 유전체 분석 기업으로 국내뿐 아니라 해외에서도 독보적인 존재로 평가받는 테라젠바이오 황 대표와 만나 한국 바이오테크놀로지(BT)의 미래를 살펴봤다. 유전체 기반의 맞춤 신약 현주소 환자 몸에서 면역세포 뽑아 키워부작용 없이 암세포 사살 연구 중 ●유전체 분야 세계적인 키 플레이어 -유전체 기반 맞춤 신약을 개발하는 테라젠바이오를 구체적으로 설명하면. “면역 항암제의 치료 효과를 극대화하는 연구를 진행하고 있다. 임상 1상 전 단계로 동물실험 중이다. 면역항암 백신 치료제는 환자의 몸에서 추출한 면역세포를 키우고 증폭시켜서 제 몸에 재주입하면 면역력이 활성화돼 폭넓게 다양한 암세포를 죽일 수 있다. 자신의 면역세포를 활용하니 화학적 부작용도 없다. 백신 같은 효과를 내면서 암세포를 죽이니까 ‘개인 맞춤형 암 치료제’라 볼 수 있다. 유전자 분석 기술은 과학의 영역을 벗어나 국민의 삶 전반을 개선하는 맞춤형 예방의학으로 전환하는 중이다.” -게놈 분석이 예방의학에 영향을 주나. “2014년 미국 네이처지에 발표된 사례인데 유전체 검사를 받은 소비자들의 경우 약 42%가 평상시 개선하지 못했던 생활 습관을 고칠 수 있다. 42% 정도 변화를 준다는 통계가 나와 있다. 생활 습관이 잘못되면 당뇨나 고혈압에 걸려 평생 고생하지 않나. 예비환자의 생활 습관을 고쳐서 질환을 예방할 수 있다면 장기적으로 건강보험 재정 건전성에도 도움이 된다. 유전자 분석으로 질병의 이전 단계를 볼 수 있다. 당신의 유전자를 보니 당뇨에 고위험이 있다, 체중을 90㎏에서 50㎏으로 관리해야 한다는 식이다. 이런 처방들은 병원이 아닌 헬스 관련 기업들이 할 수 있어야 삶 가운데 예방을 위한 선제적 액션이 가능하다.” -테라젠바이오의 경쟁력 수준은. “유전체 분석에 관한 한 세계적 키(Key) 플레이어다. 세계적 수준의 게놈 서비스 제공자이다. 한국인 인간게놈 지도를 2009년에 세계 최초로 발표했으며 이것은 세계에서 다섯 번째였다. 한국의 유전체 분석사업은 테라젠바이오가 걸어온 길과 같다. 이후 육·해·공 대표로 호랑이, 돌고래, 독수리 분석에 각각 참여해 세계 표준게놈으로 과학전문지 네이처지에 발표하기도 했다. 특히 인간 게놈 지도와 관련해서는 세계 어느 나라에도 뒤지지 않는다.”세계시장 겨냥한 신약·치료제 BT·인포테크놀로지 결합 필수적 ‘예방 패러다임’으로 빨리 전환을 ●고령화 한국, 예방 패러다임 절실 -게놈 기반 맞춤 신약·치료제는 세계시장에서도 유효한가. “미국과 중국이 갈등하는 틈바구니에서 한국의 미래 먹거리가 BT이다. 현재는 반도체가 끌고 나가지만 4차 산업의 핵심은 유전체 분석에 기반한 BT가 될 것이다. 미래 시장에서 BT는 정보를 활용한 기술인 ‘인포테크놀로지’와 만나야 한다. 그런 차원에서 반도체와 유전체는 통합될 수밖에 없다. 유전체 분석을 기반으로 진단하고 치료하는 혁신이 일어나면 예방의학이 부상할 것이다. 치료의 패러다임에서 예방의 패러다임으로 빨리 전환시켜야 한다. 2014년에 약 20조원의 노인 치료비가 나갔는데 40년 뒤에는 400조원 가까운 치료비가 들어갈 것이다. 저출산·고령화된 한국 사회가 감당할 수 없는 부담이다. 국가의 미래 보건과 의료 정책을 대통령 임기가 아닌 더 중장기적인 관점에서 설계해야 할 때이다. -병원 등 의학계와의 협력은 어떤가. “국내외 600여개 병원·제약사와 해외 40여개 국가와 협력 중이다.” -2020년 테라젠이텍스에서 분리해 나오면서 2년 안에 상장하겠다고 했는데. “상장은 언제라도 가능하다. 다만 유전체 분석 서비스 기업보다는 신약 개발 회사가 됐을 때 그 회사의 가치를 더 쳐 주기 때문에 신약이 구체화했을 때 상장하려고 한다. 내년 말쯤을 생각하고 있다.”●유전체 분석 신약 스타트업에 기회 -코로나 시대가 한국의 바이오산업에 미친 영향이 있나. “병원을 소유한 기업은 더 크게 성장했다. 대표적 기업이 씨젠이다. 유전자증폭(PCR)과 관련해 정부가 재정지원을 하고 있지 않은가. 현재 바이오 기업은 상장사 200여개, 비상장사 200여개인데 매출이 나오는 상위 10%는 이른바 기술이전하는 회사들이다. 여의도의 엔젤투자에 힘입어 매출이 없어도 연구개발(R&D)을 한다.” -최근 한국 바이오 생태계에 큰 변화가 있다고 하는데. “SK바이오사이언스 등이 라이선스를 해외로 수출하는 사례가 생기니까 한국 바이오 기업의 입지가 좋아지고 있다. 앞으로 유전체 분석과 신약 개발이 따로 놀 수는 없다. 효과적 신약개발을 도모하는 시대에 한국 유전체 분석 회사들이 높게 평가될 가능성은 있다. 최근 다국적제약사들이 신약개발단을 축소하고 사업개발부를 확대하고 있다. 유전체 분석을 통한 신약개발 아이디어가 있는 스타트업을 발굴·협력하는 게 자체적 신약개발보다 효율적이다. 게다가 전 세계에서 가장 많은 임상을 하는 도시가 서울이다. 서울대병원, 세브란스병원, 삼성병원, 현대아산병원 등 빅4의 임상 능력은 세계적이다. 해외에서도 빅4에 임상을 맡기는 사례가 많다는 건 한국에 기회의 문이 자주 열린다는 의미다. 더 성장하려면 정부와 국회가 규제 완화로 BT생태계의 활성화를 도와야 한다.” 연구와 성장 가로막는 규제 정부 허가 없인 유전자 검사 못해 규제 풀어 BT생태계 활성화해야 ●신사업 문호 개방하고 육성해야 -새 정부가 지금 BT를 육성하려면 어떤 규제를 풀어야 하나. “‘황우석 교수 사태’ 이후 제정된 생명윤리법 개정을 검토해야 한다. 생명윤리법 제50조는 유전자 검사의 제한에 관한 법령이다. 3항은 ‘의료기관이 아닌 유전자 검사기관에서는 다음 각 호를 제외한 경우에는 질병의 예방, 진단 및 치료와 관련한 유전자 검사를 할 수 없다’고 돼 있다. 즉 병원의 의뢰와 보건복지부 장관이 인정한 유전자 검사만 할 수 있도록 했다. 이러면 활발한 연구가 불가능하다. 유전체 검사 서비스는 이제 막 시작되는 신산업이다. 병원 외 사업체에도 문호를 개방해 육성해야 한다. 규제 방식도 할 수 없는 것만 규정하는 네거티브 방식으로 전환해야 한다. 국내 BT가 해외 BT와 비교해 받는 역차별을 막아야 한다.”  IT맨 황태순은 왜 BT맨이 됐나 황태순 테라젠바이오 대표는 대학에서 전자공학을 전공한 뒤 정보기술(IT)맨으로 20년 넘게 미국과 한국, 홍콩 등을 넘나들면서 일했다. 시스코시스템 아시아 컨설팅사업본부 수석이사를 마지막으로 2014년 제약사인 테라젠이텍스로 옮겨 왔다. 바이오테크놀로지(BT) 쪽에 아무런 인연이 없는데 왜 그럴까 하는 의문을 갖기 쉽다. 그는 “나이 40대 후반이 되니까 미국기업을 위해 계속 일하는 것보다는 한국의 기업에서 한국의 학생들을 위해 미래 토양을 만들어 주고 싶었다”고 말했다. 기업 컨설팅 과정에서 유전체 분석 서비스를 통한 예방의학이나 헬스케어 서비스의 가능성을 본 뒤 IT와 BT의 연결점을 발견한 것이다. 2018년부터 IT맨들이 바이오 쪽으로 옮겨 오는 것을 보면 그의 선택이 옳았다. 생체정보를 인공지능 기반 머신러닝으로 가공해야 하기 때문에 IT 분야를 잘 아는 것이 장점이라고 했다. 날것 그대로의 정보를 가공하는 힘이 IT에 있다는 의미다. 그는 “생체 정보로 의미 있는 데이터를 만들어 해석하려면 혁신적인 진단과 혁신적인 치료, 혁신적 헬스케어가 필요하고 당연히 딥러닝식 통계가 들어가야 하는데, 제가 잘 알고 잘하는 분야”라고 했다. 황 대표는 “BT는 새로운 사업 영역인데 IT가 산업화하는 방식과 비슷하게 사이클이 전개될 것”이라고 했다. IT가 컴퓨터뿐만 아니라 법조, 금융, 건설까지 모든 산업에 파고들면서 생산성을 매우 높였다. 그는 BT도 IT의 산업화 경로를 밟으며 예방의학과 미용, 헬스와 피트니스, 음식과 영양제, 다이어트 등 거의 모든 분야에 영향을 미치면서 고령화 사회를 극복해 나갈 것으로 예측한다.

종근당은 국내 임상뿐만 아니라 해외 임상을 추진하면서 신약 개발에 나서고 있다. 2020년 약 1500억원을 연구개발에 투자한 데 이어 지난해에도 매출액 대비 약 12%를 투자해 합성신약, 바이오 신약, 개량신약 등의 연구개발에 집중하고 있다. 종근당이 최근 가시적인 성과를 보이는 분야는 바이오 의약품이다. 종근당 제1호 바이오시밀러인 빈혈치료제 ‘네스벨’을 동남아와 중동에 연이어 수출하고 있다. 또한 황반변성 치료제 바이오시밀러 ‘CKD-701’의 임상 3상을 완료하고 지난해 7월 식품의약품안전처에 품목허가를 신청해 두 번째 바이오시밀러의 탄생을 기대하고 있다. 항암이중항체 바이오신약 ‘CKD-702’는 국가신약개발사업단의 지원 과제로 선정돼 임상 1상을 진행하고 있다. 먼저 CKD-701은 라니비주맙을 주성분으로 했다. CKD-701의 적응증인 황반변성은 눈 망막에서 빛을 받아들이는 조직인 황반이 노화와 염증으로 기능을 잃거나 심할 경우 실명에 이르게 하는 질환이다. 특히 비정상적으로 생성된 혈관(신생혈관)에서 누출된 삼출물이나 혈액이 망막과 황반의 구조적 변화와 손상을 일으키는 습성 황반변성은 65세 이상 노인 인구의 3대 실명 원인 중 하나로 꼽힌다. 종근당은 임상 3상에서 습성 황반변성 환자에게 CKD-701과 오리지널 약물을 각각 투여해 3개월 경과 후 최대교정시력(BCVA)을 비교 분석했다. 종근당 측은 “평가 결과 15글자 미만으로 시력이 손실된 환자의 비율이 CKD-701 투여군에서 146명 중 143명인 97.95%로 나타났고 오리지널 약물 투여군에서 145명 중 143명인 98.62%로 나타나 동등성 범위를 충족했다”며 “최대교정시력의 평균 변화도 CKD-701 투여군이 7.14글자, 오리지널 약물이 6.28 글자로 개선돼 약물 효능 및 기타 약동학, 면역원성, 안전성 모두 오리지널 약물과 통계적으로 유의한 차이가 없음을 확인했다”고 말했다. 종근당은 CKD-702 개발에도 도전하고 있다. CKD-702는 고형암 성장에 필수적인 간세포성장인자 수용체(c-Met)와 상피세포성장인자 수용체(EGFR)를 동시에 저해하는 항암 이중항체다. 각 수용체에 결합해 암세포 증식 신호를 차단하고 수용체의 수를 감소해 암을 치료하는 바이오 신약이다. CKD-702는 항암 효과와 작용 기전을 확인하고자 비소세포폐암 동물모델로 진행된 전임상 시험에서 간세포성장인자 수용체와 상피세포성장인자 수용체를 동시에 억제하는 항암 효과를 나타냈다고 한다. 특히 기존에 사용되던 c-Met, EGFR 표적항암제(타이로신키나제 억제제·TKI)에 내성이 생긴 동물모델에서도 항암 효과를 보였다고. 종근당은 비소세포폐암을 적응증으로 CKD-702의 국내 임상 1상을 진행하고 2023년 글로벌 임상 2분의 1상에 진입할 예정이다. 향후 바이오마커를 기반으로 선별된 환자의 치료 효과를 확인해 미충족 수요(Unmet Needs)가 높은 다양한 암으로 적용 범위를 확대하는 연구도 진행한다는 계획이다.

국내 한 유산균 음료 덕분에 잘 알려진 헬리코박터 파일로리 균은 전 세계 인구 절반 이상이 감염돼 있는 것으로 알려져 있다. 헬리코박터 균은 사람의 위에 서식하면서 위암을 포함한 다양한 위장질환의 원인이 되고 있다. 국내 연구진이 보균자의 건강 상태에 따라 헬리코박터 균이 내뿜는 독성이 달라진다는 것을 확인했다. 연세대 치과대 , 전북대 치대, 미국 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 의대, 중국 광저우의대 병원 공동 연구팀은 헬리코박터 파일로리균이 숙주 면역상태에 따라 병독성이 달라진다는 사실을 확인했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘장내 미생물’에 실렸다. 연구팀은 유전자변이 생쥐를 이용해 헬리코박터 균 감염 실험을 했다. 그 결과 헬리코박터 균의 주요 독성인자인 ‘CagA’ 유전자 숫자가 숙주의 면역능력에 따라 달라진다는 것을 확인했다. CagA 유전자는 위 상피세포층을 파괴해 헬리코박터 균이 생존에 필요한 영양분을 얻도록 하고 숙주 면역반응을 유발해 암세포 변하게 만드는 것으로 알려져 있다. 헬리코박터 균은 주사기 모양의 물질을 위 상피세포 안에 넣고 CagA 단백질을 주입해 숙주의 세포 신호전달체계를 교란해 위암을 유발시킨다는 것이다.이 과정에서 면역반응이 약한 숙주는 헬리코박터 균이 CagA 유전자를 쉽게 주입할 수 있게 되고 CagA 유전자가 증가하면서 병독성이 강해져 위암이 발생하기 쉬운 환경이 된다는 것이다. 차정헌 연세대 교수는 “면역능력이 떨어지면 헬리코박터 균의 병독성이 강하게 바뀐다는 사실을 처음 밝혀냈다”며 “한국인이 갖고 있는 헬리코박터 균이 강한 독성인자 유전형을 갖게 된 이유를 밝히는데 도움이 될 것”이라고 말했다.

코로나19 확산 2년 동안 플라스틱 사용량이 급격히 늘면서 플라스틱 폐기물 뿐만 아니라 플라스틱들이 잘게 쪼개져 만들어진 미세플라스틱이 환경에 부담을 주고 있다. 문제는 미세플라스틱이 환경 뿐만 아니라 사람을 비롯한 생물체에도 악영향을 끼친다는 연구들이 속속 나오고 있다. 국내 연구진이 미세플라스틱이 암 전이와 악성화에도 영향을 미친다는 분석 결과를 내놨다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소 연구팀은 체내에 흡수된 미세플라스틱이 암세포 성장, 전이를 가속화시키고 항암제 내성까지 일으킨다는 사실을 처음으로 규명했다고 11일 밝혔다. 미세플라스틱의 자페스펙트럼 장애 유발 같이 인체 영향연구를 이어오고 있는 연구팀은 이번에는 여러 암 중 한국인에게 가장 흔히 발생하는 위암에 주목해 성과를 냈다. 미세플라스틱의 영향은 위암 뿐만 아니라 다른 암종에도 영향을 미칠 것으로 전망되고 있다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘테라노스틱스’에 실렸다. 연구팀은 각종 일회용품에 널리 사용되는 폴리스티렌을 직경 10㎛(마이크로미터) 크기의 미세플라스틱으로 만든 뒤 위암 환자에게서 얻은 위암 세포주에 4주 동안 노출시켰다. 그 결과 폴리스티렌 미세플라스틱이 위암을 악화시키는 것으로 조사됐다. 미세플라스틱에 노출된 위암 세포는 그렇지 않은 위암세포보다 74% 더 빠르게 자랐고 전이도 3.2~11배 많았다. 또 종양을 만드는 암 줄기세포 유전자도 3.4배 늘어났고, 암세포가 인체 면역체계를 피하기 위해 생성하는 면역억제 단백질도 4.2배나 늘어났다. 더군다나 폴리스티렌 미세플라스틱에 노출돼 증가한 암 줄기세포 유전자는 전이성 위암 표적치료제를 포함해 다양한 항암제에서 내성을 유발하는 것으로도 조사됐다. 실제로 폴리스티렌 미세플라스틱을 생쥐에게 섭취시키고 위 조직과 유전자를 분석한 결과 미세플라스틱이 위 세포와 상호작용해 다양한 유전적 변이를 일으킨다는 것을 발견했다. 미세플라스틱이 암 발생 환자의 예후를 악화시킬 뿐만 아니라 정상인에게서도 암을 유발시키기 쉽게 만든다는 설명이다. 연구를 이끈 김진수 박사는 “플라스틱 사용량의 증가와 함께 미세플라스틱 오염으로 생태계 전체가 심각한 문제를 겪고 있다”며 “후속 연구로 위암 이외의 다양한 소화기 암 발병과 치료예후에 미세플라스틱이 미치는 영향을 조사할 것”이라고 말했다.

똑같은 증상에 똑같은 약 처방을 받아 복용을 해도 효과는 제각각인 경우가 많다. 항생제는 물론 항암제에 대해서도 개별 세포마다 반응하는 정도가 다른 경우가 많다. 실제로 똑같은 유전자를 가진 세포들이 동일한 외부 자극에 다르게 반응하는 이유는 정확히 파악되지 않았다. 국내 연구진이 수학적 방법을 이용해 이 같은 미스터리를 풀어냈다. 카이스트 수리과학과 연구팀은 외부 자극에 대한 세포간 이질성 크기가 세포 내 신호전달 과정의 반응속도 제한단계 수에 비례한다는 것을 규명했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 몸 속 세포는 항생제, 삼투압 변화 같은 다양한 외부 자극에 반응하는 신호전달체계가 있다. 이런 신호전달체계는 세포가 외부 환경과 상호 작용하는데에 가장 핵심적인 역할을 한다. 동일한 외부 자극에 대한 세포의 반응 정도가 다르기 때문에 약물에 대한 이질적 반응, 약물 내성이 생긴다. 특히 외부 자극에 대한 반응의 차이는 화학 항암치료를 할 때 암세포의 완전 사멸을 막는데 핵심 역할을 한다. 연구팀은 이 같은 외부 자극에 대한 세포 반응 차이를 풀어내기 위해 세포 내 신호 전달 체계를 묘사하는 ‘큐잉 모형’이라는 수학 모델을 개발했다. 또 연구팀은 큐잉 모델을 바탕으로 통계적 추정 방법론인 베이지안 모형과 혼합 효과 모형을 결합해 MBI라는 컴퓨터 소프트웨어를 만들었다. 수리 모델 분석을 통해 세포 반응 메커니즘을 밝혀낸 뒤 실제 대장균을 이용해 항생제 반응 실험을 한 결과 모델 분석 결과와 일치한다는 것을 확인했다.김재경 카이스트 수리과학과 교수는 “이번 연구를 통해 신호전달 체계를 이루는 속도 제한 단계 수가 늘어날수록 유전적으로 같은 세포 집단이어도 전달 신호가 다양하게 나타난다는 것을 알게 됐다”며 “항암 치료시 중요하게 고려되는 세포간 이질성에 대해 파악된 만큼 항암 치료 개선방안을 마련할 수 있을 것”이라고 설명했다.

암세포에만 선택적으로 침투해 사멸시키는 새로운 방식의 생화학적 나노머신이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 생체분자인식연구센터 정영도 박사팀이 울산과학기술원 곽상규 교수팀·유자형 교수팀, 퓨전바이오텍의 김채규 박사와 함께 이러한 특성을 지닌 나노머신을 만들었다고 20일 밝혔다. 나노머신은 에너지를 사용해 기계적으로 움직이는 나노 크기의 구조체를 말한다. 연구팀이 개발한 나노머신은 특정 세포 환경에서 접힘, 펴짐 등 분자의 움직임을 통해 세포막을 뚫고 들어간 뒤 암세포를 죽인다는 것이다. 연구팀은 단백질이 거대 구조의 축과 실제 움직이는 부분으로 분리돼있어 축을 중심으로 특정 부분만 의도적으로 움직일 수 있다는 사실에 주목했다. 이에 착안해 2나노미터(㎚) 수준의 나노입자를 축으로 하고 유기 분자를 움직이는 부분으로 설계한 나노머신을 만들었고, 이 나노머신이 세포막을 뚫고 직접 침투할 수 있도록 했다. 개발된 나노머신은 암 세포막을 만나면 접혔다 펴지는 기계적 움직임을 보였고 세포에 직접 침투해 세포소기관을 망가뜨려 사멸을 유도했다.그렇다면 암세포만을 특정해 노릴 수 있도록 하려면 무엇이 필요할까. 연구팀은 나노머신의 기계적 움직임을 더 정교하게 제어하기 위해 낮은 수소이온농도지수(pH) 환경에서만 풀리도록 설계된 걸쇠 분자를 나노 머신에 끼워 넣었다. 연구팀은 “치료용 약물을 전달하는 캡슐형 나노 전달체와 달리 나노머신은 항암제를 사용하지 않고 기계적 움직임을 통해 암세포를 직접 죽이는 방식”이라며 “pH가 높은 정상 세포(pH 7.4 내외)에서는 나노머신의 움직임이 제한돼 세포 안으로 침투할 수 없지만, 암세포 주변(pH 6.8 내외)의 낮은 pH에서는 나노머신의 걸쇠 분자가 풀려 암세포에 침투할 수 있다”고 설명했다. 정 박사는 “단백질이 환경에 따라 형태를 바꿔 생물학적 기능을 수행하는 것에서 아이디어를 얻었다”며 “기존 항암치료의 부작용을 극복할 수 있는 새로운 대안이 될 것”이라고 기대했다. 이번 연구 결과는 미국 화학회지(JACS·Journal of the American Chemical Society) 최신호에 게재됐다.

과학기술의 발달로 암은 더 이상 불치의 병은 아니다. 그렇지만 여전히 예후가 좋지 않아 생존율이 낮은 암은 존재한다. 많은 과학자와 의학자들이 암환자의 생존율을 높이기 위한 노력을 기울이고 있다. 그 덕분에 암 치료는 외과수술, 화학항암제, 방사선 치료를 넘어 표적치료제, 면역치료제 등 다양한 치료법이 등장하고 있다. 국내 연구진이 방사선 치료와 표적 항암치료를 병행해 전이암까지 억제하는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 한국원자력의학원 응용치료연구팀은 면역 활성을 억제해 암 치료를 방해하는 면역억제세포 발생을 감소시키고 방사선 치료 부위의 암세포 뿐만 아니라 전이암까지 제거할 수 있는 전신 항암면역치료 방법을 찾았다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘암 면역치료 저널’((Journal for immunotherapy of cancer)에 실렸다. 면역체계를 작동시켜 암세포를 제거하는 면역관문억제제 같은 면역치료제가 최근 등장해 방사선 치료와 함께 사용되면서 암 재발 및 전이를 막는 새로운 암치료 전략으로 많이 활용되고 있다. 그렇지만 면역관문억제제의 비용이 비싸고 일부 암에서는 치료 효과가 낮다는 단점이 있다. 연구팀은 면역세포 조절인자를 이용해 면역억제세포를 감소시키면 항암치료 효과가 높아진다는 점에 착안해 방사선 치료 후 나타나는 종양 내 면역억제세포 발생을 차단해 치료효과를 높이는 방법을 찾아나섰다. 연구 결과 연구팀은 새로 발굴한 신약후보물질을 방사선 치료와 병행하면 면역기능이 활성화돼 항암치료효과가 높아지는 것을 확인했다. 실제로 대장암을 유발시킨 생쥐 15마리에게 신약후보물질을 투여하고 방사선 치료를 함께 시행한 결과 모든 쥐에서 종양크기가 92.8%로 감소했고 특히 8마리에서는 종양세포가 완전히 사라진 것이 확인됐다. 또 암세포를 직접 파괴하는 항암면역 CD8 T림프구의 살상능력이 45.7%나 늘어나고 암세포에 대한 면역반응도 9.9%가 증가했다. 이 같은 효과는 방사선 치료, 신약후보물질만 투여했을 때보다 두 방법을 함께 사용했을 때 3~4배 증가하는 것을 확인했다.치료가 끝난 생쥐에게 다시 종양을 이식했을 때도 4주 정도 종양이 자라지 않는 것이 관찰됨으로써 장기간 항암효과 지속, 재발 억제효능이 있는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 김재성 원자력의학원 박사는 “이번 연구는 고형암 뿐만 아니라 치료가 쉽지 않은 전이암까지 방사선 항암치료효과를 획기적으로 개선할 수 있는 방법을 찾았다는데 의미가 크다”며 “방사선병용 항암면역치료제 상용화 연구를 서둘러 난치암 환자들에게 치료혜택이 돌아갈 수 있도록 할 것”이라고 말했다.

유전자 가위는 특정 염기서열을 인지해 해당 부위의 DNA를 잘라내는 기술로 인간 세포와 동식물 세포의 유전자를 교정하는데 사용된다. 2020년 노벨화학상은 ‘3세대 유전자 가위’인 크리스퍼 유전자 가위를 개발한 두 명의 여성 과학자에게 돌아가기도 했다. 국내 연구진이 유전자 가위를 질병을 진단해 내는 방법을 개발해 주목받았다. 카이스트 생명화학공학과 연구진은 유전자 가위 ‘크리스퍼-캐스12a’를 이용해 RNA 분해효소를 신속하고 정확하게 검출해 내는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 영국 왕립화학회에서 발행하는 화학 분야 국제학술지 ‘케미컬 커뮤니케이션즈’에 실렸다. RNA 분해효소 중 하나인 ‘RNA가수분해효소 H’는 에이즈 원인 바이러스인 HIV-1, B형 간염 바이러스를 비롯한 역전사 바이러스 증식에 관여하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 RNA가수분해효소 H는 항바이러스제 개발에 있어서도 중요한 표적이다. 보통 RNA가수분해효소 H 활성을 검출하기 위해서 전기영동, 고성능 액체크로마토그래피 등 방식을 이용하고 있지만 이들 기술은 민감도가 낮고 검출과정이 복잡하며 결과가 나오기까지 시간이 오래 걸린다. 연구팀은 크리스퍼-캐스12a를 이용해 표적 유전자를 발견하면 주변의 DNA를 절단해 형광 신호가 발생하도록 설계했다. 그 결과 크리스퍼-캐스12a을 이용해 민감도를 높이고 1시간 이내에 검사 결과를 내는데 성공했다. 연구팀은 이번 기술을 활용해 암세포의 RNA가수분해효소 H 활성도 검출할 수 있었다. 연구를 이끈 박현규 카이스트 교수는 “이번 기술은 크리스퍼-캐스12a 시스템의 부수적 절단 활성을 활용해 RNA가수분해효소 H를 민감하게 검출해 항바이러스제 표적 발굴에 활용할 수 있다”며 “다양한 질병을 조기 진단하고 환자 맞춤형 치료를 구현하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다.