한국생명공학연구원 박승환 박사팀, 종양 세포외 기질 분해 효소를 함유한 약독화 살모넬라균 개발…암 표적화 후 항암물질을 종양 내부까지 침투시켜 항암치료의 효과 향상
한국생명공학연구원 생물자원센터 박승환 박사 연구팀은 종양 세포외 기질 분해 효소를 함유하여 암 종양 조직에 약물 침투성을 높여 항암치료의 효과와 효율성이 모두 향상된 항암 생균 치료제 개발에 성공했다고 밝혔다. 향후 이를 활용한 마이크로바이옴 기반의 표적 항암치료제 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
항암치료에 흔히 이용하는 약물치료나 방사선치료는 암세포뿐만 아니라 정상 세포에도 손상을 주거나, 과도한 사이토카인의 분비를 일으킨다는 단점이 있다.
이런 단점을 극복하기 위해 정상 세포에는 독성을 일으키지 않는 치료법이 연구되고 있으며, 그중 하나가 암을 표적 치료할 수 있는 박테리아를 이용한 항암 치료법이다.
약독화(弱毒化) 살모넬라균은 암 조직에 강한 친화성을 가지고 있으며, 정상조직보다 암 조직에서 약 10만 배 정도 더 많이 증식한다고 알려져, 원하는 암세포를 표적화할 수 있고 독성을 약화한 박테리아에 항암물질을 함유시켜 전달하는 연구가 폭넓게 진행되고 있다.
그러나 약독화 박테리아가 암을 탐지하여 표적화함에도 불구하고 박테리아에 함유된 항암물질이 암 종양을 둘러싸고 있는 종양 세포외 기질을 통과하지 못해 항암치료의 효율성이 낮다는 단점과 함께 항암제 투여 시 암세포 간 압력에 의해 항암제가 종양 안쪽까지 전달되지 못한다는 한계가 있다.
이에 연구팀은 종양 세포외 기질을 분해할 수 있는 효소를 함유한 약독화 살모넬라균을 개발했다. 박테리아가 암을 표적화하면 종양 세포외 기질의 주요성분인 히알루론산을 분해할 수 있는 히알루로니다아제 효소를 종양세포에 분비하여 세포외 기질의 경계를 허물어 약물 침투성이 높아져 항암물질이 종양 내부까지 침투할 수 있어 항암치료의 효과를 높일 수 있다는 것이다.
연구책임자인 박승환 박사는 “암 탐지 및 표적 박테리아에 종양 세포외 기질 분해 효소를 발현시켜 종양 조직의 와해를 유도함으로써 지금까지 한계로 꼽혀온 종양 조직 약물 침투성과 방사선 치료침투 한도 등을 극복해 항암 복합치료제로서의 사용 가능성이 기대된다”며, “이번 연구를 통해 개발된 엔지니어링 박테리아는 효과적인 암 탐지 및 표적, 항암물질과 같은 다양한 치료물질의 효율적인 전달체로 항암치료 효과를 증대시킬 것이며, 이번 연구를 기반으로 한국인 마이크로바이옴 뱅크에서 우수한 항암 표적 박테리아를 발굴하여 마이크로바이옴 기반 항암 생균치료제 개발에 기여하겠다”고 밝혔다.
한편 이번 연구는 약물전달시스템 분야의 세계적인 저널인 Journal of Controlled Release(IF 11.467) 3월호의 표지 논문으로 선정되었으며, 과기정통부 바이오‧의료기술개발사업, 생명연 주요사업, 산업부 산업핵심기술개발 사업의 지원으로 수행되었다.
김지예 기자
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