암 진단과 치료를 동시에.. 새로운 항암제

암유발 인자 PLK1 공략
단백질 구조 기반 약물 설계
항암치료 부작용 최소

논문 표지. 암세포의 생존에 필수적인 단백질인 PLK1만을 선택적으로 공격하는 총알(항암제)의 발사

[아시아경제 황준호 기자] 폐암, 흑색종 등 다양한 암에서 발현되는 효소 활용해 암을 진단하거나 치료할 수 있는 방법이 개발됐다. 암세포만을 공략한다는 점에서 항암 치료의 부작용을 최소화 할 수 있는 치료법으로 향후 상용화가 이뤄지면 암 치료에 새로운 장을 열 수 있을 것으로 예상된다.

방정규 한국기초과학지원연구원 바이오융합연구부 박사의 연구팀은 한국생명공학연구원, 한국과학기술연구원, 미국 국립암연구소 등과 이 같은 내용의 공동 연구 결과를 국제 학술지인 의약화학회지(Journal of Medicinal Chemistry) 표지 논문으로 실었다고 10일 밝혔다.

PLK1 공략 항암제.. 부작용 최소화

단백질 3차원 구조를 기반으로 설계된 항암제 및 마우스를 이용한 항암효과

방 박사의 연구팀은 지난 2009년 개발한 항암제를 이번 연구를 통해 개량했다. 당시 연구팀은 암 유발 인자인 폴로유사인산화효소(PLK1)의 폴로 박스 도메인을 공략하는 펩타이드기반 항암제를 개발했다. 하지만 이 약물은 세포 투과성 문제로 임상 적용을 위한 경구 투여가 불가능했다. 이번 연구에서는 이 약물을 경구용 저분자로 개발했다. 특히 이 약물은 PLK1 폴로 박스 도메인을 공략하기에 부작용이 적고, 암도 초기에 진단할 수 있다.

PLK1은 다양한 종의 암세포에서 발현이 증가하는 단백질로, 세포의 부적절한 분리를 일으켜 종양을 형성한다. 폴로 박스 도메인은 PLK1 생존에 중요한 역할을 한다.

진단과 치료 모두 가능

구나 스카란 한국기초과학지원연구원 박사후연구원(공동 제1저자, 왼쪽 위 세번째))과 연구팀.

공동연구팀은 개발한 항암제를 암에 걸린 실험동물에 투여한 결과 암 억제 효과를 확인했다. 항암제를 형광 물질과 함께 주입한 결과 정확하게 암 부위만을 타겟으로 하는 것을 확인함으로써 초기 암 진단도 가능함을 증명했다.

기존 항암제들은 약물 결합 부위가 매우 다양해 암세포만을 공략하지 않는다. 이로 인해 화학적 항암치료로 건강한 세포까지 파괴하는 등 부작용이 매우 컸다.

방정규 박사는 "이번 연구를 통해 암 유발 단백질의 특정 결합 부위를 타겟으로 하는 항암제를 개발해 항암제를 암세포에 정확히 전달하는 것이 가능해졌다. 이로써 암세포 주변 다른 세포까지 파괴하는 항암제의 부작용 문제를 해결함과 동시에, 신규 암 바이오마커 개발에도 적용할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr