‘암세포’도 금쪽이처럼?…정상세포로 ‘가역치료’ 원리 풀렸다

돌연변이를 일으켜 암(악성종양)으로 변한 세포를 정상세포로 되돌려 암을 치료하는 ‘가역치료(Reversion Therapy)’의 근본적인 원리를 규명한 국내 연구결과가 발표됐다.

조광현 한국과학기술원(KAIST) 바이오뇌공학과 교수 연구팀(주재일‧박화정 연구원)은 시스템생물학 연구를 바탕으로 암세포를 파괴하지 않고 암세포에 축적된 유전적 변이의 성질을 변환시켜 정상세포로 되돌릴 수 있는 암 가역치료의 원리를 규명하는 데 성공했다고 8일 밝혔다.

이 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 최근 게재됐다.

유전적 변이(돌연변이)는 암세포의 세포 자극-반응 관계(Stimulus-Response Relationships‧입출력관계)를 왜곡해 통제되지 않는 이상증식을 초래한다.

이 때문에 암 덩어리(악성종양)는 정상세포와 달리 영양분이나 산소가 결핍된 상황에서도 인접한 조직이나 세포에 침입하고, 신생혈관을 형성한다. 주변 장기에 사용될 영양분이나 조직을 구성하고 있는 단백질로 에너지 대사와 지방산 합성을 촉진해 증식‧성장하는 것.

사진은 기사의 특정 사실과 관련 없음. 이미지투데이

특히 연구팀은 현재의 암 치료가 암세포 사멸만을 목표로 해 결국 암세포의 내성 획득으로 인한 암의 재발과 정상세포 사멸로 인한 부작용을 피할 수 없다고 판단했다. 이에 따라 암세포를 특정한 상황에서 정상세포 또는 정상과 유사한 세포로 변하는 암 가역현상(Cancer Reversion)을 기반으로 한 새로운 치료법이 필요하다는 게 연구팀의 설명이다.

앞서 조광현 교수는 “암 가역치료는 암세포를 죽이지 않고 성질만을 변환시키는 것이기 때문에 정상세포에 미치는 영향이 거의 없다”며 “암을 마치 당뇨나 고혈압처럼 만성질환으로서 관리하면서 건강 수명을 계속 유지하는 개념의 치료법”이라고 밝힌 바 있다. 

연구팀은 정상세포가 외부자극에 부합하는 세포반응을 일으키는 것과 달리 암세포는 외부자극을 무시한 채 통제가 불가능한 세포분열 반응을 일으킨다는 점에 주목하고 시뮬레이션 분석연구를 진행했다.

그 결과 특정조건에서 암세포가 유전적 변이로 인해 왜곡된 입출력관계가 정상적인 입출력관계로 회복(암 가역현상)될 수 있음을 발견했다. 이후 방광암세포를 활용한 분자세포실험을 통해 이와 같은 입출력관계 회복이 실제 암세포에서 나타난다는 것을 입증했다.

가역치료 모식도. 한국과학기술원(KAIST)

이에 앞서 연구팀은 대장암세포가 정상 대장세포로 변화하는 가역현상을 확인했으며, 유방암세포를 호르몬 치료가 가능한 유방암세포로 변화시키는 세포실험에 성공했다. 또 폐암세포의 전이능력을 제거하고 약물 반응성이 증진된 세포상태로 변화시키는 연구에 유의미한 성과를 도출했다.

연구팀 관계자는 “이번 연구결과는 서로 다른 암에서 공통된 특정 원리를 바탕으로 암 가역현상이 발생할 수 있음을 확인한 최초의 연구라는 점에서 의의가 있다”고 강조했다.

조광현 교수는 “현행 항암치료의 한계를 극복할 수 있는 새로운 암 가역치료 전략에 대한 근본적인 원리를 밝히는 데 성공함으로써 암 환자의 예후와 삶의 질을 모두 증진할 수 있는 혁신신약 개발의 가능성을 높이게 됐다”고 설명했다.