논에서 유방암 치료제 나온다…벼 세포로 항체 생산

서울대 의대, 서강대 연구진

윤혜원 서울대병원 핵의학과 교수와 김성룡 서강대 교수./서울대병원

국내 연구진이 유전자가위 기술을 활용해 표적치료용 항체를 만들 수 있는 식물 세포주를 개발했다. 유전자가위는 DNA에서 원하는 유전자를 잘라내는 효소 복합체이다. 이번 식물 세포주로 만든 항체는 기존 유방암 치료제와 효과가 비슷하고 간 독성은 더 적어 환자에게 안전한 치료 선택지가 될 수 있다고 연구진은 평가했다.

서울대병원은 윤혜원 핵의학과 교수와 김성룡 서강대 교수, 신준혜 피토맵 연구소장 공동 연구진은 부작용 위험이 있는 식물 고유 당 사슬을 모두 없앤 ‘인간화 항체 생산 벼세포주’를 세계 최초로 개발했다고 2일 발표했다. 이 기술을 활용해 만든 유방암 항체치료제의 효과도 공개했다. 이번 연구는 국제 학술지 ‘식물 생물공학 저널’ 최신호에 게재됐다.

유방암 환자의 약 20%는 HER2 유전자와 관련이 있다. 이 유전자가 만드는 단백질이 과다 발현되면서 암세포가 성장한다. 이런 HER2 양성 유방암은 암세포 성장이 빠르고 재발과 전이를 잘 일으킨다. 스위스 로슈의 허셉틴은 HER2 양성 유방암을 표적으로 하는 항체 치료제이다. 이 항체치료제는 주로 동물세포를 배양해 만드는데, 인수공통 감염병에 취약하고 공정이 까다로워 생산 비용이 많이 든다.

연구진은 동물세포 대신 식물세포에 항체 유전자를 넣고 키우는 방법을 선택했다. 하지만 식물에만 있는 당 사슬이 사람에게 부작용을 일으킬 수 있다. 당 사슬은 단백질에 붙어 기능을 조절하는 탄수화물이다. 연구진은 유전자가위로 식물 고유 당 사슬을 만드는 유전자를 모두 제거한 벼를 개발했다.

연구진은 벼 세포에 허셉틴의 성분인 트라스트주맙(TMab)을 만드는 유전자를 넣었다. 나중에 벼에서 추출한 항체로 유방암 항체 치료제인 ‘P-TMab’을 만들었다. 항체의 구조와 성분을 분석한 결과 P-TMab이 TMab(허셉틴)과 단백질 구조는 물론 암 치료 기전이 동일한 것으로 나타났다.

인간 유방암 세포를 대상으로 세포 증식 억제효과를 분석한 실험에서도 P-TMab은 TMab보다 효과가 더 컸다고 연구진은 밝혔다. 연구진은 간 독성도 평가했다. P-TMab은 투여 후 6시간부터 간 흡수가 줄어 48시간부터는 거의 검출되지 않은 반면 허셉틴은 48시간이 지나도 여전히 간에 남아 있었다. P-TMab이 기존 항체치료제보다 간 독성 위험이 낮다는 의미다.

이번 연구를 주도한 윤혜원 교수는 “식물 생산 유방암 항체의 암 치료 가능성을 확인해 의미가 크다”며 “식물 유래 항체의 면역 부작용 문제를 해결한 인간화 식물세포주는 향후 암 신약 개발에도 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

참고 자료

Plant Biotechnology Journal(2024), DOI: https://doi.org/10.1111/pbi.14429

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