최악 뇌암인 교모세포종의 항암 효과를 기존보다 2.4배 높이는 치료법이 나왔다. 암의 근원인 줄기세포를 표적으로 하는 항암제 운반체를 국내 연구진이 개발한 것이다.
향후 상용화로 이어져 예후가 매우 나쁜 교모세포종 정복의 단초를 제공할지 주목된다.
연세대의대 의학공학교실 성학준∙유승은 교수, 백세움 연구원, 세브란스병원 신경외과 강석구∙윤선진 교수 연구팀은 교모세포종 항암제의 치료 효과를 136% 높이는 운반체를 개발하는 데 성공했다고 14일 밝혔다.
악성 뇌종양의 하나인 교모세포종은 뇌 신경세포에 생기는 암으로 진행이 빠르고 치료가 어렵다. 환자 평균 생존 기간이 18개월에 불과하고 5년 생존율은 3% 미만일 정도다. 세계보건기구(WHO)가 분류한 종양 등급에 따르면 최악인 4등급에 해당한다.
치료를 위해서는 수술 이후 14일 안에 방사선, 항암 치료를 시행해야 한다. 교모세포종은 빠른 전이를 보이기 때문이다. 전이가 빠른 만큼 항암제의 효과가 다른 암종에 비해 떨어진다.
연구팀은 교모세포종의 이런 특성을 해결하고자 항암제를 뇌암 줄기세포까지 운반해 치료 효과를 높이는 전달체와 함께 방사선 및 항암치료의 반응을 살필 수 있는 뇌암 미니어처를 개발했다.
먼저 수술에서 얻은 종양 조직을 배양해 실제 뇌종양 환경을 구현한 미니어처를 제작했다. 그동안 교모세포종의 방사선, 항암 치료 효과를 확인하는 미니어처에는 환자 세포를 활용했었다. 종양 배양법은 세포 배양법보다 성공률은 약 69% 높았고 배양 기간은 3주 정도 단축할 수 있었다. 특히 수술 2주 안에 후속 치료를 이어가는 교모세포종에서 종양 배양 방법은 미니어처 제작 기간을 단축해 환자 맞춤형 치료를 가능하게 한다.
이어 뇌종양 줄기세포에서 유래한 나노 베지클을 제작해 약물을 전달하는 치료제를 개발했다. 나노 베지클이란 DNA, RNA 등이 안정적으로 포장돼 약물 탐지가 가능한 10억분의 1 크기 전달체다.
연구팀은 종양을 21일 이상 배양했을 때 조직을 이탈하는 암 줄기세포를 발견했고 줄기세포를 표적하는 나노 베지클을 만들었다. 암 전이에서 큰 역할을 하는 이런 세포에서 PTPRZ1 단백질이 90% 이상 발현됐다. PTPRZ1 단백질과 결합하는 아미노산으로 구성된 펩타이드(단백질) 안에 항암제를 실었다.
종양 조직에 항암제만 투여했을 때 항암 효과는 22%에 그쳤지만 연구팀이 개발한 전달체를 함께 넣으면 52%로 높아졌다. 치료 효율이 2.36배 향상된 것이다.
성학준 교수는 “항암제 효과를 높이는 치료제는 물론 치료제 효과를 확인할 수 있는 미니어처 제작까지 다양한 연구 성과를 통해 교모세포종 정복의 단초를 마련했다”고 설명했다.
강석구 교수는 “전이가 빨라 수술 후 항암 치료 효과가 다른 암종에 비해 떨어졌던 교모세포종에서 환자 맞춤형 치료의 기반을 구축했다”고 말했다.
이번 연구결과는 국제 학술지 어드밴스드 헬스케어 머터리얼스(Advanced Healthcare Materials) 최신호에 발표됐다.
민태원 의학전문기자 twmin@kmib.co.kr
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