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암환자 종양세포를 3차원으로 배양한 '종양 스페로이드'를 활용해 맞춤형 암 표적치료를 할 수 있는 길이 열렸다.
보건복지부는 삼성서울병원 선도형난치암연구사업단 남도현 교수팀이 종양 스페로이드의 유전체-약물 반응성에 기반한 임상 반응 예측 알고리즘을 이용해 암환자의 맞춤 표적치료법을 제시했다고 9일 밝혔다.
이 연구는 복지부 선도형특성화연구사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 제네틱스' 온라인판에 지난달 27일 게재됐다.
일반적으로 항암치료 결과는 종양의 유전체 및 분자적 배경에 따라 환자마다 다르게 나타난다.
치료 성공률을 높이려면 환자 유래 암세포나 줄기세포를 배양해 약물반응을 사전에 확인하고 환자 특성에 맞는 치료제를 적용해야 한다.
기존 암세포 약물 스크리닝 방법인 세포주 모델은 쉽고 빨리 사용할 수 있으나 환자 종양의 분자적 특성을 온전히 보존하지 못했다.
줄기세포를 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 '미니 장기' 모델(오가노이드)은 환자 종양과 유사성은 높지만 실시간 약물 반응을 예측하기 어려웠다.
남도현 교수팀은 환자 종양과의 유사성은 높이면서 약물 반응을 안전하고 신속하게 확인하기 위해 종양 스페로이드 활용 방법을 제시했다.
종앙 스페로이드는 3차원으로 배양된 세포의 원형 집합체다. 세포를 3차원으로 배양하면 환자의 본래 유전체 및 분자적 특성과 매우 유사한 결과물을 도출할 수 있다.
이를 위해 14종의 암종에서 462건의 종양 스페로이드를 수집해 각 스페로이드마다 60종의 표적항암제 반응을 분석했다.
그 결과 혈액암에 주료 사용되는 치료제 '이브루티닙'이 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR 유전자) 억제제와 유사한 약물 반응성을 보였다. EGFR 유전자 변이가 있는 암 환자에게도 이브루티닙을 이용한 치료 가능성을 밝힌 것이다.
또 NRG1(뉴레글린-1) 유전자 발현을 억제해 EGFR 유전자 억제제의 치료 효과를 개선할 수 있다는 점을 검증, EGFR 표적 치료에 효과가 없는 환자를 위한 병용치료 전략을 제시했다.
복지부는 이 연구를 통해 환자 유래 종양 스페로이드의 약물 반응과 환자의 임상 반응이 일치하는 치료제를 사전에 규명함으로써 암 치료제의 임상 유용성을 높일 수 있을 것으로 기대했다.
이미 종양 스페로이드에 반응성이 높은 약물이 환자에 대한 치료 효과도 유의미하게 높다는 사실이 4종의 암종과 31명의 환자에서 검증됐다.
남도현 단장은 "대규모 종양 스페로이드의 유전체-약물반응 분석을 통해 치료 적중률을 높임으로써 암 환자의 생존기간과 삶의 질을 향상시킬 수 있는 중요한 단초가 될 수 있을 것"이라고 전했다.
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