췌장암의 새로운 희망, 빛 치료로 암세포 제거하기

암 치료의 가장 큰 난관 중 하나는 항암제에 대한 내성 발생입니다. 특히 췌장암은 치료가 어려운 암 중 하나로 알려져 있습니다. 그러나 최근 국내 연구진들이 빛을 이용해 항암제 내성 췌장암을 제거하는 혁신적인 기술을 개발했습니다. 이 연구 결과는 난치성 암 치료에 새로운 희망을 제시하고 있어 의료계의 주목을 받고 있습니다.

UNIST연구진

연구배경

암세포의 적응력은 항암제 개발에 있어 주요한 장애물로 여겨져 왔습니다. 특히 자가포식이라는 세포 내 메커니즘은 암세포가 항암제에 대응하는 주요 수단 중 하나입니다. 자가포식은 세포 내 노폐물을 분해하는 과정으로, 암세포는 이를 통해 다음과 같은 이점을 얻습니다

• 항암제 배출 : 암세포는 자가포식을 통해 세포 내로 들어온 항암제를 외부로 배출합니다.
• 에너지 공급 : 분해된 노폐물을 에너지원으로 활용하여 생존을 지속합니다.
• 면역 회피 : 자가포식을 통해 면역 체계의 공격을 피하는 능력을 갖게 됩니다.

이러한 자가포식의 특성으로 인해 많은 암세포들이 항암제에 대한 내성을 획득하게 되며, 이는 효과적인 암 치료를 어렵게 만드는 요인이 되고 있습니다.

 

연구팀 구성 및 목표

이번 연구는 울산과학기술원(UNIST)의 권태혁, 민두영 교수팀과 포항공과대학교(POSTECH)의 박태호 교수팀이 공동으로 수행했습니다. 연구진들은 항암제 내성의 주요 원인인 암세포의 자가포식을 억제할 수 있는 새로운 방법을 찾는 것을 목표로 연구를 진행했습니다.

 

광반응 화합물의 개발

연구팀은 암세포의 자가포식을 억제하기 위해 특별한 광반응 화합물을 개발했습니다. 이 화합물은 두 가지 주요 성분으로 구성되어 있습니다:

• 모폴린 : 세포 내 리소좀만을 선택적으로 표적하는 역할을 합니다.
• 이리듐 : 빛을 받으면 활성화되어 산화 손상을 일으키는 역할을 합니다.

이 화합물의 특징은 빛을 받았을 때만 활성화된다는 점입니다. 활성화되면 자가포식이 일어나는 공간인 세포 내 리소좀만을 선택적으로 공격하게 됩니다.

 

연구 방법 및 결과

연구팀은 개발된 광반응 화합물의 효과를 확인하기 위해 다음과 같은 실험을 진행했습니다:

• 약물내성 췌장암세포 이식 : 실험용 쥐에게 젬시타빈이라는 항암제에 내성이 생긴 췌장암세포를 이식했습니다.
• 광반응 화합물 투여 : 개발된 화합물을 쥐에게 주입했습니다.
• 적외선 조사 : 화합물이 주입된 부위에 적외선을 쪼였습니다.

실험 결과, 놀랍게도 7일 만에 항암제 내성이 있던 췌장암 조직이 완전히 사라졌습니다. 이는 기존의 항암제로는 제거하기 어려웠던 내성 암세포를 효과적으로 제거할 수 있음을 보여주는 결과입니다.

 

 

작용 메커니즘

(출처-UNIST)

연구팀의 분석에 따르면, 개발된 광반응 화합물은 다음과 같은 과정을 통해 암세포를 제거합니다:

• 리소좀 막 파괴 : 빛을 받아 활성화된 화합물이 리소좀의 막을 파괴합니다.
• 자가포식소체 융합 방해 : 리소좀이 자가포식소체와 융합되는 것을 방해합니다.

자가포식소체는 세포 내 노폐물이 일시적으로 격리되는 장소입니다. 정상적인 자가포식 과정에서는 자가포식소체와 리소좀이 융합되어야 자가포식이 시작됩니다. 그러나 이 화합물은 그 융합 과정을 방해함으로써 자가포식을 억제하고, 결과적으로 암세포의 생존 전략을 무력화시킵니다.

 

연구의 의의

이번 연구는 다음과 같은 점에서 큰 의의를 갖습니다:

• 난치성 암 치료의 새로운 가능성 : 기존 항암제로 치료가 어려웠던 내성 암세포를 제거할 수 있는 새로운 방법을 제시했습니다.
• 선택적 치료 : 빛을 이용해 활성화되는 특성 덕분에, 정상 세포에 대한 부작용을 최소화하면서 암세포만을 선택적으로 공격할 수 있습니다.
• 자가포식 억제 메커니즘 : 암세포의 주요 생존 전략인 자가포식을 효과적으로 억제함으로써, 암세포의 적응력을 무력화시키는 새로운 접근법을 제시했습니다.

향후 연구 방향

연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 다음과 같은 추가 연구를 계획하고 있습니다:

• 단백질 분석 : 개발된 화합물이 산화 손상을 일으키는 구체적인 단백질들을 추가로 밝혀낼 예정입니다.
• 다양한 항암제와의 병용 효과 : 젬시타빈 외에도 다른 기존 항암제들과의 병용 치료 효능을 검증할 계획입니다.
• 다른 암종에 대한 적용 : 췌장암 외에도 다른 난치성 암에 대한 효과를 연구할 예정입니다.

결론

이번 연구는 난치성 암 치료의 새로운 지평을 열었다고 평가받고 있습니다. 빛을 이용해 항암제 내성 암세포를 선택적으로 제거하는 이 혁신적인 기술은 앞으로 다양한 암 치료에 적용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 연구진들의 지속적인 노력과 추가 연구를 통해 더 많은 암 환자들에게 희망을 줄 수 있기를 기대해 봅니다.