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[헤럴드경제=구본혁 기자] 앞으로 고통스러운 화학항암제의 부작용없이 환자 맞춤형 항암치료가 가능해질 전망이다.

기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단은 부작용 없이 모든 종류의 암에 적용할 수 있는 암 치료법 ‘신델라’를 개발했다고 23일 밝혔다.

방사선, 화학 항암제를 사용하는 기존 항암치료는 탈모, 설사 등 심각한 부작용을 야기한다. 암세포뿐 아니라 정상세포의 DNA 이중나선까지 손상시키기 때문이다. 반면 신델라 기술은 크리스퍼 카스9(CRISPR-Cas9) 유전자가위로 암세포에만 존재하는 돌연변이의 DNA 이중나선을 골라 잘라냄으로써 정상세포에 영향을 주지 않고 암세포만 사멸시킬 수 있다.

연구진은 먼저 유전자가위(단백질 효소)를 이용해 DNA 이중나선을 절단하면, 방사선이나 화학 항암제를 통한 물리·화학적 DNA 이중나선 절단과 유사하게 암세포 사멸을 유도할 수 있음을 확인했다. 이어 생물정보학 분석을 통해 정상세포에서는 발견되지 않는 여러 유방암, 결장암, 백혈병 등 암 세포주 고유의 ‘삽입/결손 돌연변이’를 찾아냈다. 이를 표적으로 하는 CRISPR-Cas9 유전자 가위를 제작해 마우스 실험에 적용, 정상세포에 영향을 미치지 않고 암세포만 선택적으로 죽일 수 있음을 입증했다. 신델라 기술로 결손 돌연변이의 DNA 이중나선을 많이 절단할수록 암세포 사멸 효과가 컸다. 나아가 암세포의 성장도 억제할 수 있음도 증명했다.

유전체 항상성 연구단은 이중에서 암 특이적 삽입/결실(InDel) 돌연변이를 표적하는 크리스퍼 카스9 유전자 가위를 제작했다. 이를 암세포와 정상세포에 투입해 암세포 돌연변이의 DNA 이중 나선을 잘라냄으로써 암세포만을 사멸시키는 데 성공했다. 정상세포에는 암 특이적인 돌연변이가 없으므로 DNA 이중나선이 손상되지 않기 때문에 영향을 받지 않는다.[IBS 제공]

기존에도 유전자가위를 이용한 암 치료 연구가 있었으나 비효율성이란 한계가 있었다. 암 유도 돌연변이를 찾아 각양각색의 원인을 밝히고, 이를 정상으로 되돌리는 유전자가위를 제작하는 방식이기에 과정이 복잡하고 오랜 시간이 소요됐다. 신델라 기술은 모든 암 형성 과정에서 공통으로 생성되는 결손 돌연변이의 DNA 이중나선을 잘라 DNA 손상복구를 막음으로써 암세포를 죽인다. 요컨대 암세포의 돌연변이 특성에 상관없이 모든 암에 바로 적용 가능한 암 치료 유전자 가위를 제작한 것이다.

명경재 단장은 “부작용 없고 모든 암에 적용 가능한 환자 맞춤형 정밀 의료 플랫폼 기술을 개발했다”며 “현재 신델라 기술로 실제 암환자에게서 채취한 암세포를 치료하는 실험 중이며, 기술 효율성 제고와 상용화를 위한 후속 연구에 매진할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS) 2월 22일 온라인판에 게재됐다.