항암제 내성이 있는 암세포를 빛을 쬐어 제거하는 기술이 나왔다.

울산과학기술원(UNIST) 화학과 권태혁, 민두영 교수팀은 포항공대(POSTECH) 박태호 교수팀과 공동 연구를 통해 항암제 내성 원인으로 알려진 암세포의 자가 포식을 억제할 수 있는 광 반응 화합물을 개발했다고 16일 밝혔다.

빛을 받으면 활성화되는 이 화합물이 자가 포식이 일어나는 공간인 세포 리소좀만을 선택해 공격하는 원리다.

암세포의 변화무쌍한 적응력은 항암제 개발의 주요 장애물로 꼽혀 왔다. 세포 안에 생긴 노폐물을 분해하는 자가 포식도 그 적응 기전 중 하나다. 암세포는 자가 포식을 통해 항암제를 배출하고, 분해된 노폐물 성분으로 부족한 에너지원을 메우며 면역 체계를 회피하는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 이런 자가 포식을 억제하기 위해 모폴린과 이리듐으로 구성된 광 반응 화합물을 개발했다. 모폴린은 세포의 리소좀만을 표적하는 역할을 하며 이리듐은 빛을 받아 산화 손상을 일으킨다.

개발된 광 반응 화합물을 약물 내성 췌장암 세포가 이식된 쥐에게 투입한 뒤 적외선을 쬐었을 때, 젬시타빈 항암제 내성이 생긴 췌장암 조직이더라도 7일 만에 암이 줄어들며 완전히 사라졌다.

분석 결과 이 광 반응 화합물은 빛을 받아 리소좀 막을 파괴함과 동시에 리소좀이 자가 포식 소체(autophagosome)와 융합되는 것을 방해하는 것으로 나타났다.

자가 포식 소체는 세포 노폐물이 일시적으로 격리되는 장소로, 자가 포식 소체와 리소좀 간의 융합이 일어나야 자가 포식이 시작된다. 연구팀은 개발된 화합물이 산화 손상을 일으키는 단백질들을 추가로 밝혀낼 계획이라고 설명했다.

이번 연구에는 화학과 박민규 연구원이 제1저자로 참여했으며 오투메디가 동물 실험 모델에서 독성 평가와 항암 효과 평가를 함께 진행했다.

권태혁 교수는 "자가 포식으로 약물 내성이 생긴 주요 난치암 치료에 도움이 될 것" 이라며 "젬시타빈 이 밖에도 기존 항암제들과 병용 치료 효능을 검증하고 있다"고 밝혔다.

연구 결과는 국제 학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 1월 13일 자로 출판됐다. 연구 수행은 한국연구재단, 국립암센터, 중소기업 정보진흥원, 연구 개발특구진흥재단, 울산과학기술원의 지원으로 이뤄졌다.