유전자가위와 화학약물로 동시에 강력한 암 잡는다

KAIST, 암치료 효능 높이는 '나노복합체' 개발
인체 안전하게 전달, 유전자교정 통해 효능 극대화

KAIST는 유전자가위인 크리스퍼 단백질과 화학 약물을 동시에 이용해 항암 효능을 높일 수 있는 나노복합체를 개발했다. KAIST 제공

정현정 KAIST 교수

박희성 KAIST 교수

유전자가위(크리스퍼)와 약물을 동시에 활용해 암을 잡을 수 있는 기술이 나왔다. 생체 내 약물을 안전하게 전달하면서 유전자 교정 반응을 통해 한층 강력해진 항암 치료 효과를 거둘 수 있을 전망이다.

KAIST는 정현정 생명과학과 교수, 박희성 화학과 교수 연구팀이 유전자가위 기반 항암 신약으로 크리스퍼 단백질과 화학약물을 동시에 생체 내에 전달하는 나노복합체를 개발했다고 3일 밝혔다.

크리스퍼 기술은 표적 세포에서 정밀하고 영구적으로 유전자 교정을 일으킬 수 있어 기존 암 치료에 비해 장점을 갖고 있다. 하지만 크리스퍼의 유전자 가위 기술의 구성 요소인 단백질과 가이드 RNA를 생체 내 전달할 때 조직 투과성과 세포 유입 효율이 매우 낮아 치료 효과가 떨어진다. 이런 한계를 극복하기 위해 지질 나노입자, 고분자, 무기나노입자 등 나노 전달체에 기반한 방법들이 개발됐으나, 여전히 치료 효과가 낮고 심각한 독성과 부작용을 유발한다.

연구팀은 크리스퍼 단백질 Cas9에 비천연 아미노산을 도입한 '생직교 반응형 Cas9'을 개발했다. 생직교 반응형은 살아있는 시스템 내에서 본질적인 생화학 과정을 방해하지 않고 일어나는 반응을 말한다. 연구팀은 기존 나노 전달체의 독성 한계를 극복하기 위해 극미량의 고분자 물질을 생직교 반응형 Cas9에 결합시켜 생체 내 안전한 전달과 유전자 교정을 확인했다.

아울러 항암 신약의 효능을 높이기 위해 기존 유방암 항암제로 쓰는 올라파리브을 생직교 반응으로 Cas9에 결합시켜 병용 치료를 위한 유전자가위 나노 복합체인 '콤바인' 개발에도 성공했다. 연구팀은 이 나노복합체를 이용한 유방암 세포와 동물모델 실험에서 기존 항암제와 단독 치료제에 비해 항암효과가 월등한 것을 확인했다고 설명했다.

정현정 KAIST 교수는 "크리스퍼 유전자가위 단백질과 화학 항암제를 단일 제형으로 안전하고 효과적인 생체 내 유전자 교정을 일으켜 높은 항암 효능을 보였다는 점을 제시한 연구"라며 "앞으로 다양한 암종에 대한 유전자와 화학약물 기반 병용 치료제로 적용할 수 있는 강력한 플랫폼 기술로 쓰일 것으로 기대한다"고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스(지난달 23일자)' 온라인판에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr