고려대학교 화학과 김종승 교수팀은 암세포를 찾아가는 기능의 바이오틴과 대장암 치료제(5-FU), DNA와 결합하는 형광물질 브롬화에티듐(EtBr)을 하나로 결합시킨 표적형 암치료제 ‘세라노스틱7’(Theranostic 7)을 개발했다고 23일 밝혔다.
항암제는 뛰어난 효능에도 불구하고 암세포 이외의 정상세포에까지 영향을 미치는 경우 탈모나 구토, 어지러움, 급격한 체중감소 같은 부작용을 겪을 수 있다.
때문에 암세포만을 표적으로 사멸시킴으로써 항암효과를 향상시키는 한편 정상세포의 손상을 줄여 부작용을 줄일 수 있는 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이번에 개발된 세라노스틱7을 투여하면 바이오틴이 암세포에서 많이 발현되는 바이오틴 수용체와 결합하고, 이어 암세포 미토콘드리아에서 다량 생성되는 활성산소인 과산화수소에 의해 분자 내 항암제 5-FU와 브롬화에티듐이 방출된다.
방출된 5-FU는 암세포의 미토콘드리아를 공격해 암세포 사멸을 유도하고 함께 방출된 브롬화에티듐은 미토콘드리아나 세포 핵의 DNA와 결합, 세포 사멸이 일어나는 과정을 형광으로 실시간 관찰할 수 있게 해준다.
연구진이 사람의 암세포를 피부 아래에 접종해 만든 암모델 생쥐에 세라노스틱7을 14주간 투여한 결과 치료제를 투여하지 않았거나 항암제 5-FU만 투여한 대조군보다 암 조직이 눈에 띄게 사멸된 것으로 확인됐다.
5-FU는 1950년대 개발된 대장암 치료제로 세포 내 DNA 합성을 저해하거나 RNA 기능 장애를 유발해 암세포를 사멸시키지만 암세포의 약물저항성으로 단독으로는 치료효과가 10~15%에 불과한 것으로 알려졌다.
김 교수는 “이 연구는 낮은 항암효과를 보이는 기존 약물을 다분자로 결합시켜 항암효과를 극대화시키고, 암세포 미토콘드리아를 선택적으로 공격해 사멸시키는 과정을 실시간 모니터링 할 수 있는 항암제 합성기술을 개발한 것”이라고 밝혔다.
그는 또 “세라노스틱7에 결합된 항암제를 다른 암치료제로 바꾸면 다른 암에도 치료 효과를 얻을 수 있다”며 “향후 제약업체와 신약 개발을 추진할 계획”이라고 덧붙였다.
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