악성 뇌종양 내성 원리 밝혀냈다

카이스트 연구팀, 관련 논문 발표

▲환자 대체치료용 3차원 체외뇌암모델의 모식도.[사진제공=카이스트]

[아시아경제 정종오 기자] 국내 연구팀이 악성 뇌종양의 약물 저항성(내성)에 대한 원리를 밝혀냈다. 이번에 제작된 뇌종양 3차원 모델은 실제로 중요한 영향을 미치는 종양의 미세환경(tumor microenvironment)을 고려해 제작했다. 암 치료에 적용 가능할 것으로 기대된다.

악성 뇌종양은 주변 조직으로 퍼져나가는 특성이 매우 강해 치료하기 힘든 질병 중 하나이다. 수술을 통해 종양을 없애도 주변 조직에 넓게 퍼져 재발하는 경우가 많다. 악성 뇌종양의 치료 효율과 생존율을 높이기 위해서는 남아있는 침윤 세포를 표적으로 한 치료법을 개발해야 한다.

문제는 종양의 악성화와 침윤 특성의 주요 원인인 주변 미세환경(tumor microenvironment)을 고려하지 않은 항암제 개발이 주로 이뤄졌기 때문에 종양의 침윤과 약물 저항의 원리를 밝히기 어려웠다.

연구팀은 문제 해결을 위해 체외에서 종양 주변 미세환경의 특성을 반영한 3차원 암 모델을 만들었다. 뇌종양 미세환경의 주요 구성요소인 과함유 히알루론산(hyaluronic acid) 기질과 백색질 경로(white matter tract)를 모사한 생체모방체외종양 모델이다.

연구팀은 체내에 존재하는 악성 뇌종양의 특성을 체외에서도 비슷하게 유지시켜 환자를 대체할 수 있는 종양 모델로 활용 가능함을 확인했다.

연구팀은 뇌종양 세포가 침윤하는 데 중요한 역할을 하는 히알루론산 합성 단백질을 억제하는 약물을 투입했다. 초기에는 뇌종양 침윤이 억제됐지만 시간이 흐르며 미세환경 적응(microenvironmental adaptation) 과정에서 뇌종양이 새 기전을 통해 약물에 대한 내성이 생기는 현상을 발견했다.

이 모든 과정을 체외 종양 모델을 통해 진행함으로써 동물실험을 대체해 다양한 항암제를 조합하고 검증할 수 있어 실질적 암 치료에 도움이 될 것으로 기대된다.

연구팀이 제시한 3차원 체외 암 모델은 기존 약물의 저항 원인을 규명하는 기반이 될 것으로 예상된다. 앞으로 정밀 암 치료를 위한 핵심 기반 기술로 환자맞춤 약물 검증 과 신약 발굴 모델 등으로 다각적 활용이 가능할 것으로 기대된다.

이번 연구는 카이스트(KAIST, 총장 강성모) 바이오및뇌공학과 김필남 교수 연구팀이 수행했다. 연구 결과는 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 4월 26일자 온라인 판(논문명: Strategies of Mesenchymal Invasion of Patient-derived Brain Tumors: Microenvironmental Adaptation)에 실렸다.

김 교수는 "뇌종양의 체외 종양모델로 공학적 기술 기반의 3차원 미세환경 암 모델을 제시했다"며 "이를 바탕으로 뇌종양 환자 개별 치료의 가능성을 높여 생존율 개선에 도움이 될 것"이라고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr