암세포만 골라 싹뚝…부작용 없이 암 치료하는 기적의 '신델라' [영상]

명경재 IBS 단장 겸 UNIST 특훈교수  

암세포. [중앙포토]

정상세포 손상 없이 암세포만 골라 죽여

유전자가위를 이용해 정상세포 손상 없이 암세포만 골라 죽이는 새로운 환자 맞춤형 항암 치료법이 나왔다. 기초과학연구원(IBS)은 명경재 유전체 항상성 연구단 단장 겸 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 특훈교수팀이  부작용 없이 모든 종류의 암에 적용할 수 있는 암 치료법 ‘신델라(CINDELA,Cancer specific INDEL Attacker)’를 개발했다고 23일 밝혔다.

방사선이나 화학 항암제를 사용하는 기존 항암치료는 탈모ㆍ설사 등 심각한 부작용을 야기한다. 암세포뿐 아니라 정상세포의 DNA 이중나선까지 손상시키기 때문이다. 반면 신델라 기술은 3세대 유전자가위인 크리스퍼 카스9으로 암세포에만 존재하는 돌연변이의 DNA 이중나선을 골라 잘라냄으로써 정상세포에 영향을 주지 않고 암세포만 죽이는 방법이다.

.

모든 암에 바로 적용가능한 암 치료법

연구진은 우선 유전자 가위를 이용해 DNA 이중나선을 절단하면, 방사선이나 화학 항암제를 통한 물리ㆍ화학적 DNA 이중나선 절단과 유사하게 암세포 사멸을 유도할 수 있음을 확인했다. 이어 생물정보학 분석을 통해 정상세포에서는 발견되지 않는 유방암ㆍ백혈병 등 여러 암 세포주 고유의 돌연변이를 찾아냈다. 또 이를 표적으로 하는 크리스퍼 카스9 유전자 가위를 제작해 쥐실험을 통해 정상세포에 영향을 미치지 않고 암세포만 선택적으로 죽일 수 있음을 입증했다. 신델라 기술로 돌연변이의 DNA 이중나선을 많이 절단할수록 암세포 사멸 효과가 컸다. 나아가 암세포의 성장도 억제할 수 있음도 증명했다.

기존에도 유전자 가위를 이용한 암 치료 연구가 있었다. 하지만 비효율성이란 한계가 있었다. 암 유도 돌연변이를 찾아 각양각색의 원인을 밝히고, 이를 정상으로 되돌리는 유전자 가위를 제작하는 방식이기에 과정이 복잡하고 오랜 시간이 걸렸다. 그러나 신델라 기술은 모든 암 형성 과정에서 공통으로 생성되는 돌연변이의 DNA 이중나선을 잘라 DNA 손상복구를 막음으로써 암세포를 죽인다. 요컨대 암세포의 돌연변이 특성에 상관없이 모든 암에 바로 적용 가능한 암 치료 유전자 가위를 제작한 것이다.

유전자가위를 이용한 새로운 암치료법을 개발한 IBS 유전체 항상성 연구단. 오른쪽 위가 명경재 단장 겸 UNIST 특훈교수. [사진 IBS]

"암 치료의 패러다임 전환할 것"

명경재 단장은 “부작용 없고 모든 암에 적용 가능한 환자 맞춤형 정밀 의료 플랫폼 기술을 개발했다”며 “암 치료의 패러다임을 전환할 것으로 기대한다”고 전했다. 이어 “현재 신델라 기술로 실제 암환자에게서 채취한 암세포를 치료하는 실험 중이며, 기술 효율성 제고와 상용화를 위한 후속 연구에 매진할 것”이라고 밝혔다.

명 단장은 “환자 몸에서 세포를 떼어내 실험한 상태이긴 하지만 90%의 치료효과를 보였다”며“앞으로 임상 단계를 거쳐야 해 실제 치료법이 상용화하려면 5~10년은 걸릴 것”이라고 말했다. 연구성과는 국제 학술지 PNAS(미국국립과학원회보) 온라인판에 22일 게재됐다.

명 단장은 서울대 동물학과를 졸업하고, 미국 브라운대에서 분자세포생물학으로 박사학위를 받았다. 이후 미국 루드비히암연구소 박사후연구원과 미국 국립보건원(NIH) 종신연구원을 지냈다. 이후 UNIST의 해외저명학자 영입 과정을 통해 2014년 귀국, UNIST 바이오메디컬공학과의 특훈교수 겸 IBS 유전체 항상성 연구단 단장을 맡았다.

최준호 과학ㆍ미래 전문기자 joonho@joongang.co.kr