암 치료의 난제 중 하나인 암세포의 ‘다중약물내성’ 원리가 규명됨에 따라 보다 효과적인 약물치료 전략이 개발될 전망이다.
한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 김유식 교수 연구팀이 다중약물내성의 원리를 규명하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.
일반적으로 암 치료를 위해 약물을 장기간 투여하면 세포에 특정 약물에 대한 내성이 생긴다. 이를 극복하기 위해 다른 약물을 투여하는 방법이 흔히 쓰이지만, 특정 암세포들은 다양한 종류의 약물에 내성을 갖는 ‘교차저항(cross-resistance)’을 보이기도 한다.
이 경우 활용할 수 있는 약물의 종류가 크게 줄며 암 재발의 원인이 된다. 때문에 2차 요법의 효과를 극대화 하려면 1차 약물에서 발생한 내성의 진화 경로와 특성을 이해하는 것이 중요하다.
연구팀은 폐암 세포가 ‘파크리탁셀’이라는 약물에 내성이 생기는 과정에서 표적 치료제인 ‘EGFR-TKI’에도 교차저항을 갖는다는 사실을 발견했다.
암세포가 1차 약물에 적응하는 중 줄기세포로 변하며 특이적 유전자의 발현이 증가, 전혀 다른 표적 치료제인 2차 약물에도 저항을 갖게 된다는 것이다.
암세포가 줄기세포로 변할 경우 포도당 부족때문에 죽지 않은 상태로 활동을 멈춘다.
활동을 멈춘 암세포는 약물에 반응하지 않으며 약물이 없어지고 영양분이 공급되면 다시 빠르게 증식한다. 세포 자살의 주요 인자인 ‘FOXO3a’가 자살을 유도하지 않고, 오히려 사멸을 억제하는 방향으로 기능이 바뀌면서 암세포가 약물을 극복하도록 돕기 때문이다.
실제로 연구팀이 파크리탁셀을 투여받은 환자를 대상으로 교차저항 세포의 특성을 검증한 결과 재발환자의 암 조직에서 FOXO3a 유전자의 발현이 증가한다는 사실을 확인했다.
이는 FOXO3a의 발현을 억제하면 세포가 파크리탁셀 및 EGFR-TKI에 대한 저항성을 잃으며 교차저항 세포를 극복할 수 있다는 것을 의미한다.
교차저항의 특성과 기전을 이용하면 보다 효과적인 암 약물치료 전략을 개발할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.
이번 연구는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 7일 자 온라인판에 게재됐다.
연구의 제1저자인 마크 보리스 연구원은 “파크리탁셀, EGFR-TKI뿐 아니라 다른 약물에 대한 내성 기전 연구에 돌파구를 제시할 수 있을 것으로 기대한다”며 “이 연구가 암 극복에 효과적인 치료 전략을 개발하는데 적용될 것”이라고 말했다.
대전=전희진 기자 heejin@kmib.co.kr
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