코로나19 백신이 세포에서 항원을 만들어내도록 하는 것과 같은 방식으로, 암세포에게 자멸을 유도하는 유전물질을 전달해 항암 효과를 확인한 동물실험 결과가 발표됐다. 연구진은 이 ‘전령 리보핵산(mRNA)’ 기술을 활용해 암 치료 범위를 넓힐 수 있을 것으로 전망했다.

가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 구희범 교수와 박지선 박사, 이예은 연구원 연구팀은 암세포를 mRNA로 공격하는 새로운 치료법에 관한 연구를 국제학술지 ‘화학공학저널(Chemical Engineering Journal)’에 게재했다고 15일 밝혔다. 연구진은 유전물질인 mRNA를 지방 성분으로 된 아주 작은 나노입자(지질 나노입자)에 넣고 폐 전이암을 유발한 실험용 쥐에 정맥주사한 뒤 치료 효과를 검증했다.

연구에 쓰인 mRNA는 세포에게 전달되면 특정 단백질을 만들도록 하는 일종의 명령서 역할을 한다. 이번 연구에선 암세포를 자멸로 이끄는 단백질 2종을 만들라는 설계도를 담아 지질 나노입자를 통해 전달했다. 지질 나노입자와 mRNA는 코로나19 백신에 활용된 이후 항암 치료에도 적용 가능할지 연구가 진행돼왔다. 하지만 정맥주사를 통해선 암세포에 항암 유전물질을 전달하기 어려운 한계가 있었다. 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 다른 정상 장기는 건드리지 않고 특정 장기(폐)에만 도착하도록 설계해 암세포에만 영향을 미치는 최적화된 지질 나노입자를 활용했다.

특히 암세포에 전달된 ‘명령서’ 안에는 두 가지 다른 경로로 암세포의 자멸을 유도하는 단백질을 만들어내라는 정보가 담겼다. 하나는 외부에서 신호를 보내 암세포가 죽게 만드는 단백질(TRAIL)이고, 다른 하나는 세포 내부에서 자살 명령을 내리는 단백질(BAK)이다. 즉, 암세포 밖에서는 죽으라는 신호를 보내고, 안에서도 자살 프로그램을 작동시키는 이중 전략을 사용했다. 그 결과, 폐 전이암을 유발시킨 실험동물에서 암세포 성장은 억제되고 전이를 막아내는 효과가 확인됐다. 이들 단백질이 정상세포가 아닌 암세포에서 더욱 효과적이라는 점을 이용해 동시에 발현하도록 mRNA를 설계한 덕분에 항암 효과는 단일 유전자만 사용했을 때보다 훨씬 크게 나타났다.

연구진은 이번 결과를 바탕으로 향후 다양한 암 치료 분야에 응용할 가능성이 확인됐다고 밝혔다. 구희범 교수는 “이번 연구는 정맥주사를 통해 주입된 지질 나노입자로 암세포에 mRNA를 직접 전달해 공격할 수 있는 가능성을 보여준 것”이라며 “앞으로 지질 나노입자와 mRNA 기술을 결합한 치료 전략이 폐암뿐 아니라 다른 암종에도 적용될 수 있도록 연구를 이어가겠다”라고 말했다.