항암제 치료효과 23배 높일 수 있는...'수퍼단백질' 찾았다?

세포 안으로 물질 끌어들이는 특정단백질 'CD36' 활용해, 항암제 치료효과 크게 높일 수 있어

암환자가 가족과 즐거운 한때를 보내고 있다. 특정 단백질(CD)을 활용하면, 약물의 흡수율을 대폭 높여 항암제 치료효과를 23배까지 높일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. [사진=게티이미지뱅크]

세포 안으로 물질을 끌어들이는 특정 단백질(CD36)을 활용하면, 항암제의 치료 효과를 23배나 높일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 듀크대, 텍사스대, 아칸소대 등 공동 연구팀은 분자 크기가 큰 항암제의 흡수율을 높여 강력한 치료 효과를 내게 해주는 특정 단백질(CD36)을 찾아냈다고 밝혔다.

국제학술지 ≪셀(Cell)≫에 실린 연구 결과에 따르면 새로 발굴한 특정 단백질(CD36)의 경로를 활용해 암치료제를 설계했으며, 이 항암제가 암세포 내 약물 농도를 7.7배에서 22.3배까지 높여주는 것으로 나타났다. 약물농도가 이만큼 높아지면, 항암제의 치료 효과는 23배 높아진다고 연구팀은 밝혔다.

연구의 제1 저자인 듀크대 의대 후이관 린 교수(병리학·암생물학)는 "특정 단백질(CD36)을 활용하면 분자의 크기가 매우 큰 프로탁(PROTAC) 등 약물도 효과가 높은 항암제로 바꿀 수 있다. 종전에 흡수율이 낮아 쓸 수 없는 것으로 판단한 많은 약물이 매우 유용한 치료제로 탈바꿈할 수 있다"고 말했다. 연구팀에 의하면 특정 단백질(CD36)의 의존성 경로를 활용한 약물 설계에 의해 만든 항암제는 약물의 녹는 성질(용해성)이나 안정정을 떨어뜨리지 않으면서도, 강력한 종양억제 효과를 내는 것으로 생쥐 실험 결과 확인됐다.

대부분의 약물 개발은 분자를 조정해 세포막을 통과하는 능력을 높이는 데 초점을 맞춘다. 그러나 새로운 전략은 다른 접근법을 취한다. 장, 피부, 폐, 눈과 일부 뇌 세포의 표면에 풍부하게 존재하는 특정 단백질(CD36)을 활용해 약물을 적극적으로 세포 내로 운반한다. 이 전략은 특히 'bRo5 분자'라는 복잡하고 분자가 큰 약물 클래스에 효과적인 것으로 분석됐다. 이 분자는 세포 내 단백질을 분해하는 표적 항암제인 프로탁의 한 유형이다.

연구의 공동 제1 저자인 텍사스대 홍유 리 교수(약리학·화학생물학)는 "새로운 전략은 약물 개발의 '5의 법칙' 장벽을 극복했다. 이는 분자 크기(질량)가 500 달튼(Da)을 넘는 약물은 세포 내 침투가 어려워 효과적이지 못하므로 피해야 한다는 법칙이다"라고 말했다. 그는 "수십 년 동안 이처럼 큰 분자는 막을 효과적으로 통과할 수 없다고 여겼다. 화학 화합물의 내포체 세포 흡수 메커니즘이 알려지지 않았기 때문이다"라고 덧붙였다.

연구팀은 특정 단백질(CD36)을 흡수 단백질로 식별하고, 항암제가 CD36과 더 잘 결합하도록 최적화해 암세포 내 흡수율을 높였다. 앞으로 임상시험을 통한 추가 연구와 평가가 필요하다. 연구팀에 의하면 암, 파킨슨병 등 신경퇴행성질환 치료용으로 먹는 프로탁 약물 8종이 현재 임상시험 중이다. 유방암의 에스트로겐 수용체를 분해하는 첫 번째 치료제의 제3상 임상시험이 최근 진행됐다.

이 연구 결과(CD-36-mediated endocytosis of proteolysis-targeting chimeras)는 미국과학진흥회 포털 '유레카얼럿(Eurekalert)'이 소개했다.

김영섭 기자 (edwdkim@kormedi.com)