유전자 교정에 화학 약물 결합해 암 치료 효능 '업'

KAIST 연구진

KAIST 연구팀이 항암치료를 위한 크리스퍼 단백질 기반 유전자교정 나노복합체를 개발했다. 게티이미지뱅크

유전자가위 기술인 '크리스퍼(CRISPR)' 단백질과 화학 약물을 동시에 생체 내에 전달해 기존 항암제보다 월등한 항암 효능을 발휘하는 신약이 개발됐다.

KAIST는 정현정 생명과학과 교수, 박희성 화학과 교수 공동 연구팀이 '크리스퍼 단백질 카스9(Cas9)'에 고분자 물질과 기존 유방암 항암제인 '올라파리브(olaparib)'를 결합한 유전자 교정 나노복합체를 개발해 국제학술지 '어드밴스드 사이언스'에 7월 23일 온라인 게재했다고 3일 밝혔다.

크리스퍼는 영구적으로 유전자 교정을 유도해 질병도 치료할 수 있는 유전자가위 기술이다. 그러나 크리스퍼유전자가위의 구성 요소인 단백질과 가이드 RNA를 생체 내에 전달할 때 조직 투과성과 세포 유입 효율이 극히 낮아 암 치료 효능이 떨어진다는 문제가 있었다.

연구팀은 이러한 문제를 극복하기 위해 크리스퍼 단백질 카스9에 비천연 아미노산을 도입한 '생직교 반응형 카스9'을 개발했다. 생직교 반응이란 살아있는 시스템 내에서 본질적인 생화학 과정을 방해하지 않고 일어나는 반응을 말한다. 

이어 극미량의 고분자 물질을 생직교 반응형 카스9에 결합했다. 기존 나노 전달체의 독성 및 한계를 극복하기 위함이다. 또 기존 유방암 항암제로 사용되는 올라파리브를 크리스퍼 카스9에 결합해 유전자가위 나노복합체 '콤바인(ComBiNE)' 개발에 성공했다.

연구팀은 유방암 세포 및 동물 모델에 개발한 유전자교정 나노복합체를 적용해 기존 항암제 및 단독 치료제보다 뛰어난 항암 효과가 나타남을 확인했다. 

연구팀은 이번 연구가 "단일 제형으로 만든 크리스퍼 단백질과 화학 항암제가 안전하게 생체 내 유전자 교정을 일으켜 높은 항암 효능을 보였다"며 "향후 다양한 암 종류에 대해 유전자 및 화학 약물 기반 병용 치료제로서 적용할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

정현정 KAIST 생명과학과 교수. KAIST 제공 

박희성 KAIST 화학과 교수. KAIST 제공

[박건희 기자 wissen@donga.com]