[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국과학기술원(KAIST)은 바이오및뇌공학과 조광현 교수팀이 악성 유방암세포를 치료 가능한 상태로 되돌리는 암세포 리프로그래밍 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

유방암 아류 중에서 가장 악성으로 알려진 삼중음성 유방암(basal-like 혹은 triple negative) 환자들에게 적용되는 항암 화학요법은 암세포를 공격해 죽임으로써 암세포의 증식을 억제하는 방식이다.

하지만 이러한 치료는 신체 내 정상적으로 분열하고 있는 세포들까지도 함께 사멸시켜 구토, 설사, 탈모, 골수 기능장애, 무기력 등의 심각한 부작용을 일으킨다.

또 삼중음성 유방암세포들은 이와 같은 독성항암제에 처음부터 내성을 갖거나 새로운 내성을 획득하면서 결국 약물에 높은 저항성을 가지는 암세포로 진화하게 된다.

현재 이를 극복하기 위해 암세포만을 특이적으로 공격하는 표적 항암요법과 우리 몸의 면역시스템을 활용한 면역 항암요법이 주목을 받고 있으나 각각 효과와 적용대상이 매우 제한적이며 장기치료 시 여전히 내성 발생의 문제가 보고되고 있다.

이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 시스템생물학 연구기법을 통해 악성 유방암세포인 삼중음성 유방암세포를 호르몬 치료가 가능한 루미날-A 유방암세포로 변환시킨 뒤 치료하는 새로운 개념의 치료전략을 개발했다.

연구과정을 보면 유전자 네트워크의 수학모델을 개발하고 대규모 컴퓨터시뮬레이션 분석과 복잡계 네트워크 제어기술을 적용한 결과 두 개의 핵심 분자 타겟인 'BCL11A'와 'HDAC1/2'를 발굴했다.

이후 BCL11A와 HDAC1/2를 억제함으로써 삼중음성 유방암세포를 효과적으로 루미날-A 유방암세포로 변환시킬 수 있음을 분자 세포실험을 통해 증명했다.

이 과정에서 삼중음성 유방암세포에서 이 핵심 인자들을 억제했을 때 세포의 분열이 감소하고 삼중음성 유방암세포의 주요 세포성장 신호 흐름 경로인 'EGFR'과 관련된 인자들의 활동이 감소했으며 루미날-A 유방암세포의 주요 세포성장 신호흐름 경로인 'ERa' 신호전달 경로 인자들의 활성이 회복되는 것을 확인했다.

이 연구결과에 의하면 삼중음성 유방암 환자들과 호르몬 치료가 가능한 루미날-A 유방암(luminal-A) 환자들의 유전자 네트워크를 컴퓨터시뮬레이션을 통해 분석함으로써 삼중음성 유방암세포를 루미날-A 유방암세포로 변환하는데 필요한 핵심 인자를 규명했다.

바이오및뇌공학과 조광현 교수는 "그동안 유방암 중에서도 가장 악성인 삼중음성 유방암은 독성이 강해 큰 부작용을 일으키는 화학 항암치료 외에는 방법이 없었으나 이를 호르몬 치료가 가능하며 덜 악성인 루미날-A 유방암세포로 리프로그래밍해 효과적으로 치료할 수 있는 새로운 가능성을 열어 악성 암세포를 직접 없애는 것보다 치료가 수월한 세포 상태로 되돌린 뒤 치료하는 새로운 방식의 항암 치료전략을 제시했다"고 말했다.

KAIST 최새롬 박사과정, 황채영 박사, 이종훈 박사과정 등이 참여한 연구결과는 미국암학회(AACR)에서 출간하는 국제저널 캔서 리서치(Cancer Research)에 11월 30일 게재됐다.

이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 한국전자통신연구소 공동연구사업, KAIST Grand Challenge 30의 지원으로 수행됐다.