한국 연구진, 항암제 부작용·내성 크게 줄이는 기술개발

KBSI, 프로탁(PROTAC) 약물 기술로 내성 극복 해결법 확인
폐암 환자 대상 표적 단백질 분해를 통해 새 항암제 개발 모델 제시
생명과학분야 국제학술지 ‘Journal of Medical Chemistry’ 표지 논문 게재

[대전=뉴시스] KBSI가 단백질 분해 기술을 이용해 비소세포폐암 치료약물을 개발했다. 사진은 약물 투여후 비소세포폐암의 크기로 폴로유사인산화 단백질 1(PLK1)의 분해를 통해 발현량을 정상세포 수준으로 유지한 결과, 비소세포폐암의 크기가 현저히 작아진 것을 보여준다. 또 3세대 약물인 오시머티닙과 병용할 경우 효과가 더 뛰어난게 확인된다.(사진=KBSI 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 항암제의 부작용과 내성을 획기적으로 줄일 수 있는 차세대 표적 항암제를 개발했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 연구소기업인 단디큐어와 공동으로 표적 단백질을 분해·제거하는 '프로탁(PROTAC)' 약물 기술을 활용해 새로운 비소세포폐암 항암제 개발에 성공했다고 18일 밝혔다.

이 기술은 보통 10~13개월 정도로 알려진 항암제의 내성이 일어나는 기간을 2년 이상 늘릴 수 있고 생존 기간도 지금보다 3배 이상 연장이 가능한 첨단기술로 평가받고 있다.

프로탁(Proteolysis-targeting chimera)은 유비퀴틴 시스템이란 단백질 분해 기전을 이용해 질환 유발 단백질을 분해해 제거하는 기술이다.

지속적으로 항암제 기술이 발전하고 있지만, 여전히 3기 이상인 암환자의 경우 생존율은 높지 않다. 이는 약물의 반복 투여로 인해 발생되는 내성 문제 때문이다.

내성에 대한 해결법 중 하나로 최근 표적 단백질 분해 기술의 일종인 프로탁이 새로운 약물 개발 플랫폼으로 주목받고 있다.

연구팀에 따르면 프로탁 약물이 질환 단백질과 결합하면 유비퀴틴 연결효소(E3)에 의해 질환 단백질 분해신호를 전달하고 이후 단백질 분해효소인 프로테아좀에 의해 질환 단백질이 펩타이드나 아미노산으로 완전히 분해·제거된다.

특히 이 약물은 질환 단백질을 분해한 뒤에는 또다른 질환 단백질과 결합하면서 재활용되기 때문에 기존 약물처럼 반복적으로 투약을 하지 않아도 낮은 농도에서 유사한 효과를 볼 수 있어 약물의 내성 발생 기간을 훨씬 늘릴 수 있다는 장점이 있다.

이번에 연구팀은 프로탁 약물의 암치료 효과를 확인키 위해 비소세포폐암을 대상으로 연구를 진행했다. 비소세포폐암은 폴로유사인산화 단백질1(PLK1)이 정상세포에 비해 20배 이상 과발현돼 있어 비소세포폐암의 생존에 필수적인 단백질로 알려져 있으나 부작용(독성) 문제로 아직 PLK1을 대상으로 하는 신약 개발에는 이르지 못하고 있다.

실험용 쥐를 이용한 실험 결과, 프로탁 약물 투여군에서 비소세포폐암 크기의 성장이 최대 70% 억제됐고 현재 사용 중인 표적 약물치료제와 함께 투여할 경우에는 약물 효과가 더욱 증가하는 시너지 효과가 확인됐다.

이는 암치료제로 프로탁 약물의 효능을 증명하고 기존 신약 개발에 한계였던 내성과 부작용 문제를 해결할 수 있는 실마리를 제공했다는 점에서 PLK1을 대상으로 한 세계 첫 글로벌 혁신신약(퍼스트인클래스·First-in-Class) 개발 가능성을 열었다 평가다.

연구 결과는 의약분야 세계적 권위의 저명학술지 '저널 오브 메디컬 케미스트리'에 표지논문으로 지난해 12월 19일자로 게재됐다. 논문명 Degradation of Polo-like kinase 1 by the novel poly-arginine N-degronpathway PROTAC regulates tumor growth in non-small cell lung cancer

KBSI 방정규 박사(단디큐어 대표)는 "이번 연구는 폴로 유사인산화 단백질을 표적으로 프로탁 기반의 비소세포폐암 치료제 개발 가능성을 보여준 최초의 실험 결과"라면서 "기존 항암제의 한계인 독성 및 내성 문제를 극복할 수 있을 것으로 기대하고 있다"고 말했다.

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