KAIST, 유전자가위와 약물 병행해 암 잡는 새기술 확보

생명과학과 정현정-화학과 박희성 교수 공동 연구
크리스퍼(CRISPR) 유전자교정과 화학 치료 동시에
나노 항암 신약 개발 성공, 국제 학술지 게재

[대전=뉴시스] 생직교반응 기반 병용 치료용 크리스퍼 나노복합체인 ComBiNE 제조 및 기능(a)과 ComBiNE에 의한 항암효과(b). Cas9-올라파리브에 의한 암세포 성장 억제 효과(c)와 DNA 손상 분석(d·e) 결과. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = KAIST는 생명과학과 정현정·화학과 박희성 교수 공동 연구팀이 기존 항암제보다 월등한 항암 효능을 갖는 유전자가위(CRISPR·크리스퍼) 단백질 및 화학 약물을 동시에 생체 내에 전달할 수 있는 나노복합체를 개발했다고 3일 밝혔다.

크리스퍼 기술은 표적세포에서 정밀하고 영구적으로 유전자 교정을 일으킬 수 있어 기존 유전자 조절 방법에 비해 암의 치료제로 큰 장점이 있다.

하지만 크리스퍼의 구성 요소인 단백질과 가이드 RNA를 생체 내에 전달했을 때 극히 낮은 조직 투과성 및 세포유입 효율로 치료 효능이 떨어져 효과적인 전달방법이 필요한 실정이다.

공동 연구팀은 비천연 아미노산을 도입한 생직교 반응형 Cas9을 개발해 크리스퍼 단백질 Cas9에 서로 다른 작용기가 간단히 결합되는 클릭 화학 작용기를 넣었다. 생직교 반응은 살아있는 시스템 내에서 생화학 과정을 방해하지 않고 일어나는 반응을 말한다.

또 연구팀은 기존 나노 전달체의 독성 및 한계를 극복키 위해 극미량의 고분자 물질을 생직교 반응형 Cas9에 결합시켜 생체 내에 안전하게 전달 및 유전자 교정을 일으키도록 했다.

이어 기존 유방암 항암제로 사용되는 올라파리브를 생직교 반응에 의해 Cas9에 결합해 병용 치료를 위한 유전자가위 나노복합체인 콤바인(ComBiNE)을 개발, 항암 신약으로 효능을 극대화했다.

연구팀은 개발한 유전자교정 나노복합체를 이용해 유방암 세포 및 동물모델에서 DNA 복구에 관여하는 유전자 교정 및 올라파리브의 작용으로 기존 항암제 또는 단독 치료제에 비해 월등한 항암효과가 나타남을 확인했다.

연구팀은 이번 연구 결과가 향후 다양한 암종에 대해 유전자 및 화학약물 기반 병용 치료제로 적용할 수 있는 플랫폼 기술로 활용될 것을 기대하고 있다.

KAIST 생명과학과 마셀 야니스 베하 박사와 석박사통합과정 임산해 학생, 화학과 석박사통합과정 김주찬 학생이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스' 온라인 판에 지난달 23일 게재됐다. 논문명 Bioorthogonal CRISPR/Cas9-Drug Conjugate: A Combinatorial Nanomedicine Platform

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