KAIST, 유전자가위·약물로 동시에 암 치료 신약 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 유전자가위와 약물로 동시에 암을 잡는 신약 개발에 성공했다.

한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 정현정 교수, 화학과 박희성 교수 공동연구팀이 유전자가위 기반 항암 신약으로 크리스퍼 단백질과 화학 약물을 동시에 생체 내에 전달하는 나노복합체를 개발했다고 3일 밝혔다.

또 이 복합체는 기존 항암제보다 월등한 항암 효능을 보였다고 했다.

크리스퍼 기술은 표적 세포에서 정밀하고 영구적으로 유전자 교정을 일으킬 수 있어 기존 유전자 조절 방법에 비해 암의 치료제로서 큰 장점이 있다.

하지만 크리스퍼의 구성 요소인 단백질과 가이드 RNA를 생체 내에 전달했을 때 극히 낮은 조직 투과성 및 세포 유입 효율로 인해 치료 효능이 떨어진다.

이러한 한계점을 극복하기 위해 지질 나노입자, 고분자, 무기나노입자 등에 나노 전달체에 기반한 전달 방법이 개발됐으나 여전히 효능이 떨어지고 심각한 독성과 부작용 문제가 나타났다.

이에 연구팀은 크리스퍼 단백질 Cas9에 서로 다른 작용기가 간단히 결합되는 클릭 화학 작용기를 내재하기 위해 비천연 아미노산을 도입한 생직교 반응형 Cas9를 개발했다.

생직교 반응은 살아있는 시스템 내에서 본질적인 생화학 과정을 방해하지 않고 일어나는 반응을 말한다.

연구팀은 기존 나노 전달체의 독성 및 한계를 극복하기 위해 극미량의 고분자 물질을 생직교 반응형 Cas9에 결합, 생체 내에 안전하게 전달 및 유전자 교정을 일으킬 수 있음을 확인했다.

또 항암 신약으로써 효능을 극대화하기 위해 기존에 유방암 항암제로 사용되는 올라파리브(olaparib)를 생직교 반응에 의해 Cas9에 결합시켜 병용 치료를 위한 유전자가위 나노복합체인 콤바인(ComBiNE)을 개발했다.

연구팀은 이를 이용해 유방암 세포 및 동물모델에서 기존 항암제 및 단독 치료제에 비해 월등한 항암효과가 나타남을 확인했다.

연구팀은 이 기술이 향후 다양한 암종에 대해 유전자 및 화학 약물 기반 병용 치료제로 적용할 수 있는 강력한 플랫폼 기술로 활용될 것을 기대하고 있다.

KAIST 생명과학과 마셀 야니스 베하(Marcel Janis Beha) 박사와 석박사통합과정 임산해 학생, 화학과 석박사통합과정 김주찬 학생이 제1 저자로 참여한 이번 연구는 한국연구재단, 보건복지부 및 삼성미래기술육성사업의 지원을 통해 이뤄졌다.

연구성과는 국제학술지 `어드밴스드 사이언스(Advanced Science)' 온라인 판에 지난달 23일 게재됐다.

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