국내 연구진이 초음파 에너지를 높여 외과수술 없이 암조직을 제거할 뿐만 아니라 초음파 에너지로 인한 정상조직 손상까지 최소화할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 연구팀은 기존 초음파 기술보다 수 십 배 강력한 고강도 집속초음파를 이용해 열에 의한 신체손상 없이 종양을 깨끗하게 제거할 수 있는 원리를 밝혀내고 집속초음파를 사용했을 때 발생할 수 있는 정상조직 손상을 최소화할 수 있는 방법을 수학적으로 제시했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 음향과학 분야 국제학술지 ‘울트라소닉스 소노케미스트리’에 실렸다. 초음파 에너지를 원하는 신체 장기에 집중시키면 외과 수술 없이 고열로 암조직을 태워 없앨 수 있다. 초음파 치료기술은 자궁근종, 전립선비대증, 전립선암, 전이성 골종양 등에 활용되고 있다. 문제는 고열로 만들어 질환부위를 파괴하는 방식이기 때문에 열확산 현상 때문에 종양 주변 정상조직까지 태워버릴 수 있다. 이 때문에 연구팀은 고강도 집속초음파를 이용해 열에 의한 신체손상 없이 칼로 자른 것보다 더 깨끗하게 물리적 방법으로 종양을 제거해 없앨 수 있는 기술을 개발했다. 초음파를 받는 부위에는 세포 속 액체에서 미세한 기포가 만들어지면서 종양조직을 파괴하는 원리이다. 문제는 종양조직 주변에도 미세기포가 만들어질 수 있어 원하지 않는 부위까지 손상될 가능성이 있다. 이 때문에 주변 조직에서 미세기포가 발생하는 원인을 파악하고 발생 위치를 정확하게 예측할 수 있어야 한다.연구팀은 수학적으로 초음파로 종양부위에 만들어진 수증기 기포가 주변 조직에 미세기포를 만드는 원리를 규명해 냈다. 수학적 모델링과 초고속카메라를 이용해 세포내 미세기포 생성 원리를 밝혀내고 확산 범위를 예측해내는데 성공해 고강도 집속초음파로 암조직만 안전하게 제거하는데 성공했다. 박기주 박사는 “이번 연구는 고강도 집속초음파를 사용해 파괴할 수 있는 종양조직 범위와 초음파로 인해 발생하는 미세 기포들 위치를 사전에 예측해 초정밀 집속초음파 수술기술을 고도화하는데 도움이 될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 어두운 곳에서도 환하게 빛을 내는 자체 발광물질을 가진 단백질로 암세포만 골라서 죽일 수 있는 기술을 개발했다. 한국기초과학지원연구원 광주센터, 한양대 생명과학과, 울산대 의대 공동연구팀은 스스로 빛을 내는 단백질을 이용해 암세포를 정확히 찾아낸 뒤 암세포만 선택적으로 사멸시킬 수 있는 신개념의 암치료기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 12일자에 실렸다. 암이 발생하면 외과 수술, 방사선 치료를 포함해 화학항암제, 면역항암제 등 다양한 방법으로 암을 제거하고 치료한다. 환자의 치료 불편감을 줄이기 위해 다양한 항암제들이 나오고 있지만 여전히 화학물질을 이용한 항암제가 많이 쓰이고 있다. 화학항암제는 심한 구토, 어지럼증, 탈모 같은 부작용이 발생한다. 연구팀은 화학물질 대신 순수 단백질을 이용해 화학항암제가 유발시키는 부작용을 줄이기 위한 약물을 개발했다. 연구팀이 이번에 개발한 암치료용 단백질은 서로 다른 기능을 갖는 두 개의 단백질을 결합시킨 것이다. 암세포의 세포막에만 결합해 빛을 내는 단백질과 빛 자극을 받아 암세포 사멸을 유도하는 단백질을 결합시킨 구조를 갖고 있다. 암세포를 찾아 단백질이 달라 붙은 다음 빛을 내고 이 빛이 방아쇠 역할을 하면서 암세포의 활성산소 농도를 높여 암세포가 스스로 자멸하도록 만들었다.연구팀은 3차원 홀로토모그래피 현미경을 이용해 세포가 살아있는 상태에서 치료 단백질의 암세포 세포막 결합과정, 단백질 발광 현상, 이에 따른 암세포 내 활성산소 생성 유도과정, 활성산소로 인한 암세포 사멸까지 모든 과정을 실시간 분석했다. 기존 분석기술로는 치료제 작용과정 전체를 관찰할 수 없었지만 3차원 홀로토모그래피 현미경 기술로는 암세포 변화 과정은 물론 동물모델을 이용한 약물의 효과 검증도 빠르게 할 수 있었다. 이번 기술은 암 치료 뿐만 아니라 다양한 노인성 질환 치료에 응용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 김영필 한양대 생명과학과 교수는 “생체물질이 스스로 빛을 내는 발광현상은 빛의 양이 적어 응용에 한계가 있는 것으로 알려져 있었다”라며 “두 가지 다른 성격의 단백질을 결합해 보다 친화적이고 부작용이 적은 치료제를 개발할 수 있었던 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1951년 미국의 한 병원 의료진은 연구목적으로 헨리에타 렉스라는 여성으로부터 자궁경부암 조직을 추출했다. 이 여성은 곧 세상을 떠났지만 추출한 암 조직은 70년이 지난 지금도 세포분열을 하고 있다. 이 세포는 현재도 많은 동물학 연구실에서 연구를 위해 사용하고 있는데 제공자의 이름을 따 ‘헬라 세포’라고 부른다. 많은 연구진의 노력 덕분에 이제 암은 공포의 대상이 아니지만 여전히 사망 원인 1, 2위를 다투고 있다. 암을 완전히 없앨 수는 없을까? 아마도 세포분열 자체를 막으면 가능할지 모른다.세포는 아무 때나 분열하지 않는다. 외부의 신호가 있거나 세포 자체가 커지면 분열한다. 세포는 우선 분열할 것인지 여부를 결정한다. 분열하기로 결정하면 분열하기 전에 준비 작업을 한다. 분열된 세포에 염색체를 나누어 주기 위해 염색체를 두 배로 증폭시켜야 하고, 염색체를 이동시키기 위해 방추사를 만든다. 그리고 핵막을 임시로 조각낼 준비 등을 한다. 준비 과정은 실제로 분열이 일어나는 시간의 9배 정도가 걸린다. 즉 세포분열이 10분 동안 일어난다면, 준비 과정은 약 90분 동안 이어진다. 세포가 분열할 것인지 여부를 결정하는 순간부터 세포분열이 조절된다고 말한다, 세포를 분리해 세포분열 실험을 해 보면, 하나의 세포는 다른 세포와 접촉하기 전까지 분열하고 다른 세포와 접촉하면 분열을 중단한다. 그리고 일부 세포를 제거하면 제거된 수만큼만 세포가 생겨난다. 그래서 세포분열은 부착할 대상이 있어야 일어나고 밀도가 높으면 더이상 일어나지 않는다. 그렇다고 해서 이러한 세포분열 조절이 모든 세포에서 무한정 일어나는 것은 아니다. 신경세포나 근육세포는 평생 분열을 하지 않는다. 그래서 어릴 때 소아마비 바이러스에 감염돼 다리의 신경세포가 손상되면 평생 다리를 절게 된다. 그리고 정상세포는 분열할 때마다 복제된 염색체의 양 끝인 말단소체가 조금씩 짧아지는데 이로 인해 세포의 종류에 따라 20~50회 정도밖에 세포분열을 하지 못한다. 그런데 정상세포의 이러한 세포분열의 한계를 완전히 무시하는 것이 바로 암세포이다. 세포는 특정 단백질들이 작동해 분열하게 되는데, 이 단백질들의 유전자가 너무 활성이 강한 돌연변이로 바뀌면 암세포가 생길 수 있다. 그리고 과도한 세포분열을 억제하는 종양억제 단백질을 만드는 유전자가 고장 나면 암세포가 생긴다. 다시 말해 세포분열이 크게 늘어났는데 이를 조절하지 못하면 암세포가 생기는 것이다. 암은 정상적인 세포분열 조절 유전자의 변형으로 일어난다. 요즈음 특정 암에 맞춤형으로 작용할 수 있는 표적 치료제와 면역요법이 암 치료에 크게 효과를 나타내고 있다. 그러나 아직도 일부 암은 세포분열을 억제하는 방법으로 치료할 수밖에 없다. 즉 고에너지 방사선이나 독한 화학약품을 사용해 치료를 하게 되는데 그러면 장세포, 모낭세포, 면역세포 등의 생성이 일어나지 않아 구역질, 모발 손실, 감염 증가 등이 발생해 암에 의한 고통뿐만 아니라 또 다른 고통을 받게 된다. 수많은 법이나 제도가 만들어지지만 많은 경우 적절한 수준에서 운영되지 않아 그 법과 제도의 존립마저 위태로워질 수 있다. 이들이 만들어진 취지가 국민을 위한 것일 텐데 조절을 무시한 암세포처럼 오히려 국민들에게 폐만 끼치게 되는 것 같다.

차의과학대학교 분당 차병원은 소화기내과 이주호, 차움 면역증강클리닉 오수연, 차의과학대학교 생명과학대학 김기진·곽규범 교수팀이 단백질을 분해하는 효소인 ADAM9(A Disintegrin and Metalloproteinase 9)가 간암 항암치료 시 치료 반응 여부를 조기에 예측하고, 생존 예후와 연관성이 있음을 세계 최초로 밝혀냈다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 임상의학 연구분 야를 선도하는 국제학술지 캔서스(Cancers, IF 6.162) 최신호에 게재됐다. 분당 차병원에 따르면 이주호 교수팀은 간암 환자의 ADAM9 발현 양상과 암 진행의 연관성을 규명하기 위해 암유전체 아틀라스 데이터베이스의 간암환자 370명 유전체 자료를 분석해 간암 조직에서 주변 조직보다 ADAM9 발현량이 높게 나타난 것을 확인했다. 또한 ADAM9 발현량이 높을수록 간암 환자의 생존율이 낮아짐을 밝혔다. ADAM9은 단백질을 분해하는 효소로 암세포 표면에 발현하는 NK세포 수용체인 MICA(MHC class I-related chain A)를 잘라버림으로써 인체의 면역체계를 교란한다. 암세포를 포함한 비정상 세포 표면에 발현되어 NK(자연살해, Natural Killer)세포를 자극하는 단백질인 MICA는 NK세포가 암세포 항원을 인식하고 암세포를 효과적으로 제거하도록 도와준다. 즉, ADAM9에 의해 암세포 표면에서 MICA가 잘라지면 NK세포는 암세포를 감지하지 못하여 NK세포에 의한 암세포의 효과적인 제거가 어려워진다. 이주호 교수팀은 분당 차병원 간암 치료 환자를 대상으로 1차 표적치료제 소라페닙 투여군, 1차 표적치료제 실패 후 면역항암제 니볼루맙 투여군으로 나눠 ADAM9 mRNA 혈중농도 및 진료 효과를 비교 관찰했다. 그 결과 간암 치료 전 단계에서는 ADAM9 혈중농도가 일반인에 비해 증가한 것으로 나타났으나 간암이 완치된 환자에서는 일반인과 같이 ADAM9 혈중농도가 낮아진 것을 확인했다. 또한 면역항암치료제인 니볼루맙 투여 후 치료반응이 있는 환자군에서 ADAM9 mRNA 혈중농도가 조기 감소한 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 이 교수팀은 간암 1차 표적항암 치료 실패 후 또 다른 치료제인 레고라페닙을 투약받은 환자가 NK 세포치료제의 병용 투여 후 ADAM9 발현이 억제되고 암세포가 완전히 사라진 것을 확인했다. 이 교수는 “간암 1차 표적항암 치료의 실패로 다른 치료제인 레고라페닙을 투약받았던 한 환자가 본인의 의지로 치료반응을 높이기 위해 NK세포 치료를 주기적으로 투여받고 얼마 전 완전 관해라는 놀라운 치료 반응을 확인했다”며 “특히 간암 치료제로 널리 활용되는 소라페닙과 레고라페닙은 ADAM9의 발현을 억제시키는 기전이 이미 보고된 바 있어 향후 NK세포 치료제와 복합 치료 시 상승작용을 가져올 수 있을 것으로 보고 지속적인 연구를 진행할 계획”이라고 말했다. 이 교수는 오는 31일 대한간암학회 정기총회에서 ‘문맥혈관 침범이 있는 난치성 간세포암 치료에 레고라페닙과 NK세포 병용치료의 면역치료 효과를 주제로 NK세포 치료로 완전관해 치료반응이 나타난 환자 사례를 발표할 예정이다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

국내 연구진이 체내 면역세포를 활성화시켜 암세포만 정밀타격해 제거할 수 있는 새로운 면역치료법을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 연구팀은 다양한 암의 종류에서 체내 면역세포를 효과적으로 활성화시킬 수 있는 나노입자 개발에 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 암이 발생했을 때 치료법으로 지금까지는 주로 외과수술과 화학 항암요법, 방사선 요법 등이 사용되고 있다. 최근 들어 체내 면역세포를 활성화시켜 암세포를 제거하는 면역 항암치료법이 주목받으면서 이와 관련한 연구가 활발하다. 면역 항암치료법이 기존 암치료법들에 비해 부작용이 적다고는 하지만 암세포는 면역세포를 피하거나 숨기는 회피 능력을 갖고 있어서 일부 암 환자에게만 효과가 있다는 한계가 있다. 연구팀은 세포에서 방출하는 나노 크기 입자인 ‘엑소좀’을 이용해 항암면역 나노입자를 개발했다. 이 나노입자는 암세포에만 선택적으로 결합되면서 암세포라는 것을 알려주는 표적 신호를 보내게 되고 이 표적신호 때문에 노출된 암세포는 면역세포를 회피해 숨지 못해 결국 제거된다. 특히 이번에 개발된 엑소좀은 종양 환경이 산성일 때 암세포 표면에 표적 신호 단백질을 활성화키고 암이 원래 갖고 있는 면역 회피능력을 무력화시킨다. 특히 일부 암에만 적용되는 것이 아니라 유방암, 대장암, 림프종 등 다양한 암에서 뛰어난 항암면역을 일으켜 암을 제거하는 것이 확인됐다. 또 기존 면역항암제를 함께 투여할 경우 암에 대한 기억 면역을 유도해 암의 재발까지 막을 수 있다는 것도 확인됐다. 김인산 KIST 박사는 “이번 연구결과는 체내 면역세포에 대한 암세포의 신호 강화를 유도함으로써 기존 항암 면역치료법이 갖고 있는 한계를 극복할 수 있게 해줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 교통사고나 산업재해 등 사고로 인한 척수 손상이나 운동신경세포가 파괴되는 루게릭병 같은 질환을 치료할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 김정범 교수팀은 피부세포에 2종의 유전인자를 주입해 척수를 구성하는 운동신경세포를 만드는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 유럽분자생물학회에서 발행하는 국제학술지 ‘이라이프’에 실렸다. 연구팀은 피부세포에서 원하는 세포를 곧바로 얻을 수 있는 직접교차분화 기술로 운동신경세포를 만들었다. 환자 피부세포에 두 종류의 유전자를 직접 주입해 만능세포단계를 거치지 않고 곧장 운동신경세포로 만들어지도록 해 면역거부반응과 암세포 분화 가능성을 모두 제거했다. 연구팀은 이번에 개발한 세포치료제를 척수 손상 실험쥐에게 주입한 결과 손상된 척수조직에서 신경이 재생되는 것을 확인됐다. 김 교수는 “기존 기술로는 척수 손상 치료가 쉽지 않았는데 이번 기술은 실질적인 치료 효과를 나타낼 수 있을 것”이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우연히 플래시를 터뜨려 찍은 사진 한 장으로 암을 발견한 2세 아이의 사례가 공개됐다. 영국 더 선 등 해외 매체의 10일 보도에 따르면 호주 남동부 뉴캐슬에 사는 카라 세포(43)는 2018년 6월, 당시 생후 약 8개월이었던 둘째 아들 로키의 모습을 카메라에 담던 중 이상한 점을 발견했다. 아이에게 약시가 있다는 것은 알고 있었지만, 사진 속 아이의 왼쪽 눈에서만 붉은 점이 나타났기 때문이다. 불안함을 느낀 카라와 남편은 아이를 데리고 곧장 병원으로 향했다. 아이는 얼마 지나지 않아 망막모세포종 진단을 받았다. 망막모세포종은 망막의 시신경 세포에서 자라는 악성 종양으로, 소아의 눈에 가장 흔하게 나타나 소아암의 3~4%를 차지한다. 당시 로키는 망막모세포종이 이미 상당히 진행된 상태였다. 암세포 탓에 왼쪽 눈의 시력은 약 10%만 남아있었고, 망막과 가까운 뇌와 다른 신경으로의 전이 위험도 상당히 높은 상황이었다. 만약 암이 다른 장기로 전이된다면 아이는 목숨을 잃을 수도 있었다. 아이는 곧바로 화학치료 및 레이저 치료를 시작했다. 하지만 치료를 시작한 지 1년이 채 되지 않았던 지난해 9월, 아이의 눈에 자리잡은 암세포는 걷잡을 수 없이 빠른 속도로 커지기 시작했다. 항암 치료제를 눈에 직접 주입하는 치료법을 시도했지만 큰 차도가 없었고, 결국 의료진은 로키의 부모에게 “암세포가 전이돼 목숨을 잃는 대신 한쪽 눈을 포기하는 것이 좋겠다”며 수술을 권했다. 지난 3월, 로키는 결국 왼쪽 안구를 제거하는 수술을 받았으며 현재도 화학치료를 병행하고 있지만 건강을 되찾아가는 중이다. 로키의 어머니는 “아이의 왼쪽 눈을 제거해야 한다는 의료진의 이야기를 들었을 때 눈물을 참을 수 없었다. 하지만 우리는 이 수술이 로키에게 새로운 삶의 시작을 의미하는 것이라고 생각하기로 했다”고 밝혔다. 이어 “아이의 사례를 공개한 것은 엄마의 직감과 관찰이 아이의 건강에 얼마나 중요한 영향을 미치는지 알려주고 싶어서다. 종종 아이의 모습을 사진으로 남길 때 플래시를 이용하는 것이 좋으며, 사진 속 아이의 눈동자에서 흰색 혹은 노란색 점이 보인다면 반드시 의심해봐야 한다”고 강조했다. 또 “우리는 로키를 ‘작은 챔피온’이라고 부른다. 아이의 눈을 제거해야 하는 선택은 우리 가족 모두에게 매우 고통스러웠지만, 아이는 잘 이겨내고 있다. 여느 아이들과 다름없이 밝게 자라고 있다”고 덧붙였다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 대사 장애로 인한 비만을 일으키는 장 호르몬을 빛으로 억제해 치료하는 기술을 개발했다. 가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 연구팀은 대사성 질환인 제2형 당뇨로 인한 비만 환자에게서 지방축적을 유발시키는 장호르몬을 분비하는 세포를 제거할 수 있는 표적 광(光)응답제를 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘바이오 머티리얼즈’에 실렸다. 지방 축적을 유발시키는 장 호르몬인 ‘GIP’는 십이지장 내 지방이나 탄수화물에 반응하는 호르몬으로 K세포에 의해 분비된다. 이 때문에 GIP가 비만 대사성질환 치료를 위한 가장 적절한 대상이지만 아직 GIP를 억제할 수 있는 약물은 개발되지 않은 상태이다. 연구팀은 K세포에만 반응하는 지방산과 광응답제를 접합시켜 K세포를 선택적으로 제거할 수 있는 표적 광응답제를 만들었다. 이번에 개발한 광응답제는 GIP 분비를 촉진하는 십이지장 표면의 K세포를 찾아가 활성산소를 만들어 내도록 설계됐다. 연구팀은 고지방식을 섭취하도록 해 비만과 당뇨를 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 광응답제를 투여한 다음 십이지장에 빛을 쬐는 실험을 실시했다. 지방산과 결합된 광응답제는 그렇지 않은 광응답제보다 K세포에 쉽게 결합된다는 것을 확인했다. 또 표적 광응답제에서 만들어진 활성산소가 K세포를 없애 GIP 농도를 낮춰 생쥐의 몸무게와 체지방량을 감소시킨 것도 관찰했다. 현재 십이지장 표면을 태워 K세포를 제거하는 ‘십이지장 점막 재표면술’이라는 방법이 있기는 하지만 표적 광응답제를 투여한 뒤 내시경을 통해 빛을 쬐는 것이 훨씬 안전한 방법이라는 점을 연구팀은 강조했다. 나건 가톨릭대 교수는 “이번 연구는 주로 암 치료에 사용되던 광역학치료를 비만 대사성질환에 접목하려는 시도로 내시경을 이용해 원하는 부위에만 국소적으로 빛을 쬐어 정상세포는 놔두고 암세포만 죽일 수 있게 될 것”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 산성환경에서만 커지는 나노물질을 개발해 암세포만 선택적으로 터트려 없애는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 공동연구팀은 표면에 전하를 띄는 리간드가 결합된 금속 나노입자를 이용해 암세포만 선택적으로 파괴할 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’에 실렸다. 여러 형태의 암치료법이 있지만 여전히 많이 사용되는 것은 외과수술과 화학적 요법이다. 화학 항암요법은 암세포만이 아니라 정상세포도 동시에 공격하는 부작용이 있다. 연구팀은 암세포에서만 커지는 나노입자를 이용해 암세포만 공격하는 기술을 개발한 것이다. 이번에 개발한 나노입자는 세포 소기관인 리소좀 내부로 침투할 수 있도록 설계됐으며 암세포에서만 커지도록 해 세포를 죽이도록 했다.연구팀은 암세포 주변 환경이 산성이라는 점에 착안해 암세포 속 리소좀으로 흡수된 다음 리소좀을 파괴하고 세포 사멸까지 이어지도록 한 것이다. 암세포는 산성을 띠어 나노입자가 잘 뭉치는데다가 기능이 비정상이라 크게 자란 나노입자를 밖으로 배출하기 힘들어 사멸하게 된다. 연구팀은 금나노입자 표면에 각각 양전자와 음전하를 띠는 꼬리모양 물질인 리간드를 8대 2의 비율로 붙였다. 연구팀은 정상세포와 암세포를 대상으로 세포실험을 실시해 ‘암시야 현미경’으로 관찰한 결과 암세포만 선택적으로 사멸시키는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 바르토슈 그쥐보프스키 UNIST 교수는 “이번 연구는 암세포가 고장난 정상세포라는 특성을 역으로 활용해 암세포를 죽일 수 있었다는데 의미가 있다”라며 “동물실험을 진행해 항암치료제로 가능성을 추가로 연구할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

학대로 상처받은 개를 구해 가족으로 맞은 사람과, 새 주인의 몸을 갉아먹는 암세포를 조기에 발견해 은혜를 갚은 개. 동화에서나 나올법한 이야기가 현실에 등장했다. 영국 켄트주에 사는 조엔 로웬(60)은 2018년 말 동물보호센터에서 굶주리고 상처입은 채 버려진 헬레닉 하운드 종의 개 한 마리와 마주쳤다. 수의사에 따르면 그리스의 거리에서 발견된 이 개는 발견 당시 오랫동안 굶주린 탓에 몸무게가 평균 미만이었고, 갈비뼈가 부서지고 슬개골도 탈구된 상태였다. 수의사는 이 개가 전 주인에게 심각한 구타를 당했던 것으로 보인다고 밝혔다. 개의 안타까운 사연을 들은 로웬은 곧바로 입양을 결심했다. 로웬은 새 반려견이 마음의 상처를 잊고 누구보다도 행복한 새 삶을 시작할 수 있길 진심으로 바라며 보살폈다. 그러던 어느 날, 로웬은 소파에 함께 누워있던 반려견이 쉬지 않고 자신의 겨드랑이 아래쪽과 가슴 쪽으로 코를 바싹 들이댄 채 킁킁거리며 냄새를 맡는다는 것을 깨달았다.반려견의 알 수 없는 행동이 지속적으로 이어지자 수상함을 느낀 로웬은 그 길로 병원을 찾았다. 초반에는 유방촬영과 초음파 검사를 통해 별 이상이 없다는 진단을 받았지만, 20년 전 유방암 병력이 있던 그녀는 불안한 마음에 정밀검사를 받았다. 결국 그녀는 유방암의 일종인 침윤성 소엽암 진단을 받았다. 침윤성 소엽암은 모유를 생산해내는 소엽에서 발생하는 암으로, 전체 침윤성 유방암의 약 10%를 차지한다. 소엽암은 많은 경우 덩어리를 형성하지 않고 유방 조직 내에서 거미줄처럼 퍼져나가기 때문에, 유방촬영 또는 초음파로 확인하기 어려운 경우가 있다. 로웬은 2019년 7월 두 번째 암 제거 수술을 받았고, 암세포가 완전히 사라진 뒤 반려견도 더 이상 그녀의 몸에 코를 대고 킁킁대는 행동을 하지 않았다. 로웬은 메트로와 한 인터뷰에서 “반려견 ‘메니오스’가 아니었다면 나는 증상도 없이 퍼져간 암세포에 죽음을 맞이했을 것”이라면서 “반려견 덕분에 초기에 암을 발견했다. 수술을 마친 뒤 집에 오자마자 메니오스를 꼭 안아줬다”며 감사함을 전했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

전 세계를 공포에 떨고 만들고 있는 코로나19(신종코로나바이러스 감염증)의 원인물질은 감기를 유발시키는 코로나바이러스의 변이이다. 감기라고 생각하면 쉽게 생각할 수 있지만 코로나19는 중국에서만 1600명 이상의 사망자를 내고 있다. 바이러스는 사람들의 눈에 보이지 않기 때문에 ‘보이지 않는 테러리스트’라고 불리며 많은 공포영화 소재로도 등장하고 있다. 사람이 앓는 질병 중에 많은 부분이 바이러스 때문에 발생하기 때문에 바이러스는 박멸의 대상으로 보는 경우가 많다. 그런데 미국 연구진이 최악의 바이러스로 치료가 어려운 최악의 암을 잡을 수 있다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 예일대 의대 신경외과, 국립보건원(NIH) 산하 국립알러지·감염병연구소(NIAID) 바이러스학실험실, 앨버니의대 면역학·세균감염과 공동연구팀은 교모세포종이라는 뇌종양을 에볼라바이러스를 이용해 치료하는 방법을 찾아냈다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미생물학 분야 국제학술지 ‘바이러스학’에 실렸다. 뇌종양은 뇌에 암세포가 발생한 질환을 말하는데 특히 뇌조직에 풍부하게 존재하는 신경교세포에 발생해 급속히 진행하는 암은 교모세포종이라고 한다. 교모세포종은 다른 암에 비해 치료하기가 쉽지 않다는 문제가 있다. 암세포는 정상세포와 달리 바이러스 같은 외부 침입자에 대해 방어하는 면역반응을 만들어 내지 못한다는 점에 연구팀은 주목했다. 연구팀은 에볼라 바이러스를 그대로 사용하면 오히려 더 치명적일 수 있기 때문에 여러 종류의 바이러스를 조합해 환자에게 바이러스 고유의 독성을 보이거나 감염되지 않도록 하고 암세포만 공격할 수 있도록 한 ‘키메라 바이러스’를 만들었다. 특히 뮤신 유사 당단백질(MLD)를 활용해 에볼라가 인체 면역계에 파괴되지 않고 암세포만 공격할 수 있도록 했다. 연구팀은 교모세포종을 유발시킨 생쥐에게 에볼라를 포함하고 있는 키메라 바이러스를 주사한 결과 교모세포종 세포만 선택적으로 공격해 없앤 것을 확인했다. 연구팀은 MLD 당단백질을 가진 바이러스는 복제 속도가 느리고 면역기능을 갖추지 못한 암세포에만 선택적으로 붙어 공격하는 것이라고 설명했다. 앤서니 반 덴 폴 예일대 의대 교수는 “이번 연구는 세계에서 가장 치명적인 바이러스를 이용해 치명적 뇌암 중 하나를 치료하겠다는 것”라며 “추가적인 연구가 필요하겠지만 감염 가능성을 제거하고 바이러스 고유의 특성을 살린다면 외과 수술과 함께 교모세포종 종양을 효과적으로 제거하고 재발까지 막을 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학과 의학기술이 발전해 다양한 암 치료법이 나오고 있지만 암은 여전히 공포의 대상이 되고 있다. 지난해 통계청이 발표한 ‘2018년 사망원인통계’에 따르면 2018년 한국인의 3대 사망원인은 암, 심장질환, 폐렴이었으며 특히 전체 사망자의 26.5%가 암으로 사망하는 등 가장 중요한 사망원인으로 꼽히고 있다. 완치수준으로 암을 이겨낸다고 하더라도 그 과정에서 환자들과 보호자들의 고통은 심하다. 다양한 항암치료법이 나오고 있지만 여전히 많이 사용되는 것은 화학요법이다. 문제는 화학적 항암요법은 암세포를 죽여 암세포를 죽이는 방식인데 정상적인 세포까지 공격하면서 항암치료후 구토나 설사, 탈모, 무기력증 등 부작용이 발생한다. 그런데 국내 연구진이 기초연구 수준이지만 이런 구토유발 항암치료 없이 암세포를 원래 정상세포로 바꾸는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과, 삼성서울병원 공동연구팀은 시스템생물학 기법으로 대장암세포를 정상적인 대장세포로 변환시키는데 필요한 핵심인자를 찾아내고 세포실험을 통해 정상세포 전환에 성공했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국암학회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘분자 암 연구’(Molecular Cancer Research)’ 2일자 표지논문과 하이라이트 분석기사로 실렸다. 암 치료를 위해서는 외과수술과 방사선치료, 화학적 항암치료, 표적 항암치료, 면역 항암요법이 쓰인다. 표적 항암치료는 암세포만 특이적으로 없애고 면역 항암요법은 인체의 면역시스템을 활성화시켜 암세포를 제거하는 것이지만 효과와 적용대상이 제한적이고 오래 치료받을 경우는 내성이 발생하는 것은 마찬가지이다. 이 때문에 여전히 화학적 항암치료 방법이 쓰이고 있다. 연구팀은 환자의 고통을 줄이고 암세포를 제거한다는 치료 목적을 달성하기 위해 20세기 초부터 간혹 발견된 암세포의 정상세포 변환현상에 주목했다. 암세포의 정상세포 변환에 대해 많은 연구자들이 관심을 갖고 있었지만 원리가 정확히 밝혀지지 않고 인위적으로 제어할 수 있는 방법을 찾지 못해 우연한 현상에 머물러 있었다.연구팀은 시스템생물학적 기법으로 대장암 세포와 정상적 대장 세포의 유전자 조절 네트워크를 분석한 결과 정상 대장세포로 변환할 수 있는 핵심인자 5종(CDX2, ELF3, HNF4G, PPARG, VDR)을 찾았고 이와 관련된 후성유전학적 조절인자(SETDB1)도 발견했다. 연구팀은 암세포에서는 SETDB1가 특이적으로 활성화돼 암세포가 정상세포로 변환되는 것을 차단하고 있다는 것을 확인한 것이다. 실제로 분자세포 실험을 통해 대장암 세포에서 SETDB1를 억제했을 때 세포가 과다하게 분열되는 것이 멈추고 정상 대장세포의 유전자 발현패턴을 회복하는 것이 관찰됐다. 조광현 카이스트 교수는 “지금까지 암은 유전자 변이가 누적되면서 나타나는 현상이기 때문에 정상세포로 되돌릴 수 없다고 알려졌지만 이번 연구를 통해 정상세포로 변환이 가능하다는 것을 확인했다”라며 “아직 기초연구이기는 하지만 이번 연구결과를 바탕으로 새로운 치료법이 개발된다면 현재 항암치료의 부작용과 내성발생을 최소화해 환자의 고통을 줄이고 당뇨나 고혈압처럼 암도 만성질환으로 관리가 가능해질 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유전자 치료는 잘못된 유전자를 정상 유전자로 바꾸거나 치료 효과가 있는 유전자를 투입해 특정 질병에 대한 예방을 하는 방법이다. 질병의 근본 원인을 제거하거나 개선함으로써 재발 가능성을 낮출 수 있다는 점에서 주목받고 있어 제약, 바이오업계에서도 관심을 갖고 개발에 박차를 가하고 있다. 유전자 가위기술을 이용해 유전자를 편집하는 방법도 있지만 가장 널리 쓰이는 것은 흔히 감기바이러스로 알려진 아데노 연관 바이러스(AAV)를 이용해 유전자를 세포로 전달하는 방법이다. 그런데 최근 미국 연구진이 바이러스를 이용한 유전자 치료법이 오히려 암 발생 위험을 높일 수 있다는 동물실험 결과를 발표했다. 미국 필라델피아 아동병원, 캐나다 퀸스대 의대 공동연구팀은 동물실험을 통해 유전자 치료에 쓰이는 AAV가 악성 종양을 만들어 낼 수 있다고 7일 밝혔다. 이같은 연구결과는 지난달 미국 올랜도에서 열린 ‘미국 혈액학회 연례 컨퍼런스’에서 보고됐다. 유전자 치료에서는 세포를 쉽게 감염시키는 바이러스의 특성을 이용해 정상 유전자를 바이러스에 실어 표적 세포로 전달하는 방법을 사용한다. AAV는 세포 핵에 유전자를 전달한 뒤에 소멸되거나 많은 사람들이 아데노 바이러스에 면역력을 갖고 있기 때문에 인체에 별다른 영향을 미치지 못하는 것으로 알려져 왔었다. 그러나 여러 연구팀들이 생쥐를 이용한 실험에서는 AAV 방식 유전자 치료가 간암을 유발한다는 점을 확인한 바 있다. 연구팀은 생쥐보다 큰 개를 이용한 실험을 실시했다. 연구팀은 A형 혈우병을 유발시킨 개 9마리에게 AAV 유전자 치료법을 실시했다. 9마리 중 7마리는 별 다른 문제 없이 혈우병 증상이 개선되는 것이 확인됐지만 이 중 2마리에게는 치료 3년 후 혈액 응고인자의 수치가 급격히 높아지기 시작하고 7~8년이 지난 뒤에는 정상 수치의 4배를 웃도는 것으로 나타났다.연구팀은 실험에 참여한 개들의 간 샘플을 채취해 분석한 결과 비정상적 수치를 보인 2마리 이외에도 4마리의 개에서 세포 성장에 영향을 미치는 유전자가 과다하게 발현돼 있는 것을 확인했다. 암세포는 정상세포보다 성장속도가 지나치게 빨라 나타나는 비정상적인 상태이다. 연구팀은 간 뿐만 아니라 신경세포나 근육세포에서도 비정상적 성장 세포가 발견될 가능성도 있다고 밝혔다. 그러나 해당 컨퍼런스에서는 바이러스를 이용한 유전자 치료 기법이 암 유발 가능성도 높일 수 있지만 염색체 속으로 침투해 들어가면서 치료효과는 더 오래 지속될 것이라는 연구결과도 함께 보고됐다. 데니스 사바티노 필라델피아 아동병원 교수(소아과학)는 “이번 연구는 동물을 대상으로 한 실험이기 때문에 사람에게도 마찬가지 결과가 나온다고 확신할 수는 없겠지만 AAV를 이용한 유전자 치료를 받는 사람들은 치료 시작 이후 5년 동안 암 검사를 정기적으로 받는 것이 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

진중권 전 동양대 교수는 28일 고위공직자범죄수사처(공수처)법 필리버스터(합법적 의사진행 방해) 도중 조국 전 법무부 장관과 윤석열 검찰총장에 대한 ‘일화’를 공개한 박범계 더불어민주당 의원을 향해 “옛정을 봐서라도 수사를 이쯤에서 적당히 접으라는 것”이라고 비판했다. 진 전 교수는 이날 오후 자신의 페이스북을 통해 “박범계 의원이 조국 전 장관이 윤석열 총장의 사표를 막았다는 귀한 이야기를 왜 이 시점에 하느냐는 것이다. 이 감동적인 일화는 진작에 소개됐어야 마땅하다”며 이렇게 말했다. 그는 “검찰에서 아직 해야 할 수사가 남아있다. 이 사건의 사실상 주범들에 대한 수사”라며 “조 전 장관의 혐의에 대한 수사는 일단락됐고, 검찰의 칼끝은 이제 민정수석에게 해선 안 될 짓을 시켜 곤경에 빠뜨린 친문(親文) 인사들을 향하게 됐다”고 주장했다. 이어 “법원에서 조 전 장관과 관련해 ‘범죄사실이 소명됐다’는 판단을 받아냈으니 검찰에서는 버티는 조 전 민정수석을 강하게 압박할 것”이라며 “이런 상황에서 박 의원이 대중의 심금을 울리는 감동적인 일화를 공개한 것”이라고 했다. 진 전 교수는 “윤석열 총장이 그런 신파극에 흔들릴 사람도 아니고, 그 사람들에 대한 수사를 접는다고 조 전 민정수석에게 득이 되는 것도 아니다”라며 “따라서 저 정서적 호소는 조 전 장관을 위한 것이 아니라, 그에게 감찰을 무마시키라고 압력을 넣은 그 사람들을 위한 것”이라고 비판했다.아울러 “울산 시장 선거개입 사건은 사실로 밝혀질 경우 그 파장이 앞의 사건과 비교할 수 없을 정도로 클 것”이라며 “여당의 중진의원이 저렇게 정서적으로 호소하기에 이르렀다는 것은 사태가 그들에게 매우 심각한 상황까지 왔다는 것을 의미하겠죠”라고 분석했다. 이어 “지금 윤석열 총장은 정권이란 신체에 기생한 암세포를 제거하는 중”이라며 “이것이 ‘토착왜구와 결탁한 검찰적폐’라는 것은 암세포의 입장”이라고 비꼬았다. 앞서 박 의원은 이날 공수처법 필리버스터의 일곱 번째 주자로 나서 발언하던 도중 윤 총장을 향해 “서운하다, 대단히 서운하다. 섭섭하다, 대단히 섭섭하다”고 말했다. 그러면서 조 전 장관이 박근혜 정부 당시 윤 총장의 검사직 사퇴를 막아달라고 부탁했다는 일화를 공개했다. 박 의원은 “윤 총장이 국정원 댓글사건 수사팀장으로서 당시 황교안 법무부 장관(현 자유한국당 대표)의 의사를 뿌리치고 성역 없는 수사를 진행했다”며 “그리고 그는 대구고검으로 좌천됐다. 한 번의 좌천에 그치지 않고 대전고검으로 2차 좌천을 당했다. 보복성 징계였다”고 주장했다. 이어 “윤 총장의 성격을 너무나 잘 아는 저는 불 보듯 뻔하게 사표를 낼 것으로 예견됐다”면서 “그때 조국 서울대 법전원 교수(전 법무부 장관)가 저한테 전화가 왔다. 어떠한 경우에도 윤석열과 같은 좋은 검사가 사표를 내게 해선 안 된다는 당부와 부탁이었다”고 회고했다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr

우리 몸 속 세포는 새로 생기는 것도 있지만 수명을 다하고 사라지는 것들도 있다. 그런데 체내 세포조절 과정에 문제가 생기면 없어져야 하는 세포가 계속 살아 남게 된다. 이렇게 죽어야할 운명인 세포들이 모여 엉키면서 만들어지는 것이 암이다. 과학기술이 끊임없이 발달하고 있지만 암이 발생하는 원인에 대해 정확히 밝혀내지는 못한 상태이다. 이 때문에 과학자들은 다양한 암 생성 경로를 추적하고 이를 바탕으로 암세포를 없애기 위한 방법을 찾는 것이다. 이번에는 국내 연구진이 암세포의 보급로를 끊어 없애버리는 방법을 찾아냈다. 연세대 약학과, 연세대 의대 내과, 한국기초과학지원연구원, 국립암센터, 한국생명공학연구원 공동연구팀은 암세포가 영양분으로 삼는 글루타민을 ‘세포 공장’ 미토콘드리아로 전달하는 물질과 경로를 찾아내고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 20일자에 발표했다. 암세포는 아미노산 중 글루타민을 식량으로 삼는다. 글루타민은 혈액에 가장 많은 아미노산으로 포도당과 함께 암세포 생존과 성장에 필수적인 것으로 알려져 있다. 문제는 글루타민이 암세포의 미토콘드리아 안으로 어떻게 들어가는지에 대해 아직 밝혀지지 않았다. 과학자들은 세포 공장인 미토콘드리아로 들어가는 경로만 차단하는 것은 전기를 만들어 내는 발전소나 식량공장을 막아버리는 것과 같기 때문에 암세포를 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 기대하고 있다.연구팀은 ‘SLC1A5’라는 유전자에서 만들어진 변이체가 미토콘드리아 아미노산 수송체 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 지금까지 SLC1A5는 세포막까지 글루타민을 수송하는 것으로만 알려져 있었지만 직접 세포공장까지 이동시키는 운반수단이라는 것을 보인 것이다. 또 이 유전자는 저산소 환경에서 특히 활발히 움직이는 것으로 확인됐다. 실제로 동물실험을 통해 해당 유전자가 활발히 활동을 하면 암세포의 에너지 호흡과 포도당 사용이 증가해 암세포가 커지고 쉽게 전이되는 것으로 확인됐다. 특히 췌장암의 경우 이 유전자가 활성화되면 항암제 저항성까지 보이는 것으로 나타났다. 연구팀은 해당 유전자 발현과 변이를 억제한 뒤 관찰한 결과 암 발생과 전이, 확대가 억제되는 것이 관찰됐다. 한정민 연세대 약학과 교수는 “지금까지 연구들은 암세포 신호전달 경로를 억제하는 측면에 주목해 왔는데 저항성이 생기기 쉽다는 한계가 있었다”라며 “이번 연구는 암세포 성장과 생존에 필요한 영양분 자체에 주목해 공략하는 대사적 측면에서 접근했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

20세기 의학의 가장 큰 성과는 항생제와 백신의 개발이다. 이 두 가지 무기를 통해 인류를 끊임없이 괴롭혔던 수많은 감염병을 치료하거나 예방할 수 있게 됐다. 덕분에 인류의 수명은 극적으로 늘어났다. 백신과 항생제의 도움이 없었다면 지금처럼 기대 수명이 80세 이상인 시대는 오지 않았을 것이다. 하지만 최근 항생제 내성균의 비중이 점점 높아지면서 감염병이 위협이 날로 커지고 있다. 따라서 많은 과학자가 항생제 내성균 감염을 치료할 수 있는 새로운 항생 물질 개발에 몰두하고 있다. 미국 라이스 대학 제임스 투어 연구소의 과학자들은 조금 색다른 대안을 제시했다. 지금까지 과학자들은 내성균에게도 효과적인 항생제 개발에 집중했다. 하지만 결국 세균은 여기에 적응해 진화해 새로운 항생제 내성이 발현된다. 연구팀이 제시한 대안은 분자 나노머신(Molecular nanomachines, MNMs)을 이용해 생화학적인 방법이 아니라 물리적인 방법으로 세균을 파괴하는 것이다. 연구팀이 개발한 분자 나노머신은 골치 아픈 병원성 세균 중 하나인 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae) 표면에 결합한다. 이 상태로는 세균에 해롭지 않지만, 분자 나노머신에 빛을 쬐면 광화학 반응에 의해 초당 300만 회 회전하면서 표면에 구멍을 낸다. 한 마디로 분자 드릴이라고 할 수 있다. 여러 층의 방어막을 지닌 폐렴간균은 표면에 구멍이 뚫려도 살아남을 수 있지만, 항생제 같은 유해 물질로부터 세균을 지켜주던 보호막이 사라지면서 항생제에 무방비 상태가 된다. 연구팀은 강력한 항생제인 메로페넴(meropenem)에 내성을 지닌 폐렴간균을 대상으로 분자 나노머신의 효과를 시험했다. 그 결과 분자 나노머신만 단독으로 사용했을 때 17%의 세균이 파괴되는 것을 확인했다. 하지만 메로페넴과 같이 사용할 경우 전체 세균의 65%가 파괴됐다. 세균을 항생제로부터 지켜주던 보호막이 파괴되어 항생제에 그대로 노출되기 때문이다. 여기에 추가로 몇 가지 조치를 더 취할 경우 세균 제거율은 94%까지 올라갔다. 아직은 기초 연구 단계로 실제 의료 현장에서 사용하기에는 많은 후속 연구가 필요하지만, 연구팀은 이 방법이 물리적으로 세균을 파괴하기 때문에 세균 입장에서 쉽게 내성을 발현하기 어렵다는 점에 주목하고 있다. 더 나아가 암세포 표면에 특이적으로 결합할 수 있는 분자 나노머신을 개발하면 암세포만 골라 물리적으로 파괴할 수 있을 것으로 보고 있다. 만약 사람을 대상으로 한 실험에서 효과적일 뿐 아니라 큰 부작용이 없다면 항생제 내성균 치료는 물론 암 치료에도 새로운 돌파구가 열릴 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

국내 암 사망률 1위이면서 세계적으로도 가장 많이 발생하는 것이 바로 폐암이다. 전 세계에서 매년 약 100만명 이상이 폐암으로 사망하는 것으로 알려져 있는데 이유는 조기진단이 쉽지 않다는 이유 때문이다. 특별한 자각 증상이 없기 때문에 폐암 판정을 받는 사람들은 대부분 암이 말기로 진행되거나 다른 장기로 전이된 상태에서 발견되는 경우가 많다. 실제로 조기진단과 치료기술은 꾸준히 발전하고 있지만 완치율은 30% 이하에 머물고 있다. 이런 상황에서 국내 연구진이 폐암의 발생과 증식에 관여하는 핵심단백질만 골라서 없앨 수 있는 나노물질을 개발하는데 성공했다. 울산대 의대 서울아산병원, 서울시립대 화학공학과 공동연구팀은 폐암 발생과 증식에 관여하는 ‘USE1’이라는 단백질을 타겟으로 하는 간섭RNA 나노구조체를 만들어 동물에게 실험한 결과 항암효과를 확인했다고 10일 밝혔다. 암 치료는 외과수술, 방사선치료, 화학항암제 등으로 주로 이뤄지고 있지만 최근에는 면역치료제나 유전자치료제를 이용한 치료도 늘어나고 있다. 특히 유전자치료제는 질병의 원인단백질이 만들어지지 않도록 단백질 유전자를 차단하는 방식이어서 환부만 정확하게 제거할 수 있다는 장점이 있다. 치료과정에서 발생할 수 있는 유전적 변형을 막기 위해 DNA보다 중간체인 RNA를 차단하는 방식이 선호되고 있다. 즉 RNA와 결합하는 짧은 RNA를 이용한 RNA간섭현상을 일으켜 질병 유발 단백질을 합성하는 것을 막는 것이다. 문제는 RNA가 구조적으로 불안정하기 때문에 체내에서 쉽게 분해돼 환부까지 도달하기가 쉽지 않다는 것이다.연구팀은 폐암유발단백질인 USE1을 타겟으로 한 짧은가닥의 간섭RNA를 디자인하고 이를 표적부위까지 도달할 수 있는 나노입자로 합성했다. 복제효소를 이용해 RNA가 중간에 분해되지 않고 폐암유발단백질까지 도달할 수 있도록하고 표적에 도달하면 자기조립되는 방식으로 나노구조체를 합성하도록 한 것이다. 연구팀은 사람의 폐암세포주에 이번 나노구조체를 주입한 결과 폐암세포가 작아지는 것을 확인했다. 연구팀은 또 실제 사람의 폐암조직을 떼어 생쥐에게 이식해 폐암이 발병하도록 한 다음에 이번에 개발한 간섭RNA 나노구조체를 투여하는 실험도 했는데 세포실험 때처럼 폐암세포의 크기가 작아지는 것이 관찰됐다. 이창환 울산대 의대 의생명과학교실 교수(종양생물학)는 “이번에 개발한 RNA나노구조체는 기존 유전자 치료제의 불안정성과 낮은 치료효율, 잠재적 독성, 고비용이라는 단점을 극복하고 탁월한 항암효과를 보여줬다”라며 “폐암 유전자 치료의 임상적 적용과 효과적 치료를 앞당기는데 기여할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가장 치명적인 암으로 꼽히는 췌장암의 크기를 줄이는 약물을 과학자들이 찾아내 췌장암 치료에 대한 기대가 커지고 있다. 미국 샌포드버넘프레비스(SBP) 의학연구소가 주도한 국제 연구진이 췌장암의 종양 세포를 굶겨 죽게 하는 복합 약물을 발견했다고 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘네이처 셀 바이올로지’(Nature Cell Biology) 최신호(18일자)에 발표했다. 복합 약물은 L-아스파라기나아제와 MEK 억제제(저해제)로 이뤄진 2중 복합제로, 이미 두 약물은 각각 급성림프구성백혈병(ALL) 등 혈액암과 흑색종 등 고형종양의 치료에서 효과적으로 쓰이고 있는 것으로 알려졌다. 이번 연구를 총괄한 교신저자인 제에브 로나이 박사(SBP 의학연구소)는 “현재 슬프게도 현실은 췌장암을 효과적으로 없애는 방법이 없어 치료가 늦어지고 있다”면서 “우리 연구는 공격적인 췌장 종양에 대해 즉시 시험해볼 수 있는 잠재적인 병행 요법을 밝혀낸 것”이라고 말했다. 연구진은 이 연구에서 엘-아스파라기나아제(L-Asparaginase)를 사용해 췌장암 종양 세포의 주요 영양분이 되는 아스파라긴을 분해해 암세포를 굶겼다. 암세포는 생존을 위해 인체에서 단백질을 생성하는 필수 아미노산인 아스파라긴을 필요로 한다. 엘-아스파라기나아제는 그런 아스파라긴을 대폭 줄이는 것이다. 하지만 췌장암은 죽는 대신 암세포에서 스트레스 반응 경로를 활성화해 아스파라긴을 스스로 만들 수 있다. 따라서 연구진은 이 경로를 차단하기 위해 트라메티닙(trametinib), 다브라페닙(dabrafenib)과 같은 MEK 억제제를 사용해 암세포가 스스로 아스파라긴을 만들어 성장하는 것을 막았다. 그 결과, 복합 약물이 투여된 쥐의 몸에서 췌장암 종양 세포가 대폭 줄어든 것으로 나타났다. 이에 대해 로나이 박사는 “췌장에 있는 종양은 거의 제거됐다”고 설명했다. 연구 공동저자인 미국 국립암연구소(NCI) 암정보과학실험실의 에탄 루핀 박사도 “이 연구는 복합제의 시너지 공격으로 췌장암 종양 세포의 성장을 억제하는 근거를 제시했다”고 평가했다. 이번 연구에서는 또 이 복합 약물이 췌장암 외에도 가장 치명적인 피부암인 흑색종 치료에도 효과가 있다는 것을 발견했다. 복합 약물을 투여받은 쥐의 몸에서 흑색종 종양 세포가 줄고 전이가 억제됐기 때문이다. 하지만 연구진은 췌장암 치료에 진전이 필요하다는 점을 인식해 우선 이 약물이 췌장암 환자에게도 효과가 있는지를 알아보기 위해 임상 연구를 준비하고 있는 것으로 전해졌다. 한편 췌장암은 자각 증상이 없고 위, 십이지장, 소장, 대장 등 각종 소화기관에 둘러싸여 있어 조기 발견이 어려운 것으로 유명하다. 또 초음파 검사나 종양표지자 혈액검사 등으로도 발견이 쉽지 않아 암 진단이 나왔을 때는 진행 상태가 이미 중증 이상인 3~4기인 상태가 대부분이다. 게다가 수술 난도 역시 매우 높으며 그나마 수술이 가능한 환자도 10~15%에 불과하다. 국가암정보센터에 따르면 2016년을 기준으로 국내 췌장암 5년 상대생존율(완치율)은 11.4%로 주요 암 중 최하위로 알려졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

항암제의 부작용은 최소화하고 효과는 높이는 기술을 과학자들이 제시하고 나섰다. 미국 서던캘리포니아대 연구팀은 미세기포와 초음파를 이용해 독성이 있는 항암제 성분을 암세포가 있는 부위까지 직접 전달하는 기술 체계를 확립했다고 밝혔다. 현재 관련 기술은 다른 연구자들도 활발하게 연구하고 있지만, 이번에 개발된 기술은 체내 약물을 실시간으로 추적해 암세포까지 더욱 정확하게 전달할 수 있다는 것이 특징이다. 연구팀은 이 연구에서 항암제를 전달하는 미세기포를 정확히 추적하기 위해 배경 잡음을 제거할 수 있는 초고속 초음파 영상촬영 기법을 채택했다.이들은 피가 흐르는 혈관을 재현하기 위해 좁은 실리콘 관을 제작해 그 안에 물을 주입했다. 그리고 좀 더 사실적인 실험 환경을 위해 모형 혈관을 돼지 몸속에 집어넣었다. 그런 다음 특수 장치를 이용해 항암제가 들어있는 미세거품을 혈관에 투여하는 방식으로 실험을 진행했다. 연구팀은 집중 초음파 변환기를 적용한 초고속 영상촬영 기법을 사용해 돼지 몸속의 가짜 혈관 속을 흐르는 미세기포를 포착하는 데 성공했다. 이들은 우선 미세기포의 움직임을 예측하고 그 거품이 모형 혈관의 특정 부위까지 이동하는 데 필요한 ‘음향 방사력’을 계산했다. 그다음 초음파 변환기에서 나오는 음향 방사력을 제어해 미세기포가 특정 위치까지 갔을 때 전력을 높여 거품을 터뜨렸다. 미세기포 속 항암 성분을 암세포가 있다고 가정한 곳까지 정확하게 전달한 것이다. 이에 대해 연구진은 “우리는 이 방법이 실제 체내에서 미세기포로 약물을 전달하는 과정을 실시간으로 볼 수 있는지 알아보기 위해 앞으로 쥐나 토끼를 대상으로 연구하길 원한다”면서 “실제 사례를 통해 영상 분해능과 민감도, 속도를 높이고, 효과가 있다면 장기적인 목표는 임상연구로 나아가는 것”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 미국물리학협회(AIP)가 발행하는 응용물리학회보(Applied Physics Letters) 최신호(12일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 폐암과 전립선암 세포의 성장을 원천 차단할 수 있는 신종 항암물질을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 화학키노믹스센터 연구진은 암 세포의 에너지 확보와 생성과정을 교란시켜 암세포 성장을 차단하고 암을 치료할 수 있는 새로운 화학물질을 찾아냈다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘의약화학’(Journal of Medicinal Chemistry)에 실렸다. 암세포는 성장이나 분열속도가 정상세포보다 빠른데 이는 에너지 생성 과정도 다르기 때문이다. 암세포는 생체 내에서 포도당이 연소돼 에너지로 변할 때 만들어지는 피루브산을 세포 소기관인 미토콘드리아로 보내는 것이 아니라 다시 젖산염으로 변환해 에너지를 생산해 소비한다. 연구팀은 암 세포의 이런 특징에 착안해 암세포만 선택적으로 공격할 수 있는 물질을 만들어 냈다. 연구팀은 암세포가 피루브산을 사용하는 것을 막기 위해 ‘피루브산 탈수소효소 키나아제’(PDHK)라는 효소 활동을 억제하는 물질을 찾아냈다. 이 효소는 위암, 피부암, 폐암 등 다양한 암세포에서 과다하게 발현되는 것으로 알려져 있다. 연구팀이 발굴한 효소 억제 물질은 기존의 PDHK 저해제보다 특히 폐암과 전립선암 세포 성장을 차단해 암세포 사멸효과가 뛰어난 것으로 확인됐다. 더군다나 암세포의 미토콘드리아 기능을 저해함으로써 에너지 생성도 막아 정상세포에는 영향을 미치지 않고 암세포만 제거할 수 있는 것으로 확인했다. 이 때문에 기존 항암제와 함께 사용할 경우 폐암 세포의 성장을 막고 사멸까지 유도할 수 있을 것으로 보인다. 심태보 KIST 박사는 “이번 연구는 아직 독성연구가 되지 않은 기초연구단계이기는 하지만 안전성이 확인될 경우 암 뿐만 아니라 당뇨 같이 PDHK 때문에 발생하는 질환들의 치료제로도 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr