유전자 가위로 부작용 없는 암 치료법 개발

IBS, 돌연변이 특성 상관없이 모든 암 치료 가능한 유전자 가위 제작

유전자 가위를 활용, 정상세포는 건드리지 않고 암세포만 골라 죽이는 환자 맞춤형 항암 치료 길이 열렸다. 

기초과학연구원(IBS, 원장 노도영)은 유전체 항상성 연구단(단장 명경재)이 부작용 없이 모든 종류의 암에 적용할 수 있는 유전자 가위 기반 암 치료법 '신델라(CINDELA, Cancer specific INDEL Attacker)'를 개발했다고 23일 밝혔다. 

방사선이나 화학 항암제를 사용하는 기존 항암 치료는 암세포뿐 아니라 정상세포의 DNA 이중나선까지 손상시켜 탈모, 설사 등 부작용을 일으킨다. 반면 신델라 기술은 DNA 염기서열을 인식하여 DNA 이중나선을 절단하는 효소인 CRISPR-Cas9 유전자 가위로 암세포에만 있는 돌연변이의 DNA 이중나선만 골라 잘라낸다. 

신델라 기술 활용한 암 치료 방법 (자료=IBS)

연구진은 유전자 가위로 DNA 이중나선을 절단하면, 방사선이나 화학 항암제를 통한 물리·화학적 DNA 이중나선 절단과 유사하게 암세포 사멸을 유도할 수 있음을 확인했다. 이어 정상세포에서는 발견되지 않는 여러 암 세포주 고유의 ‘삽입/결손(InDel) 돌연변이’를 찾아냈다. 

이를 표적으로 하는 CRISPR-Cas9 유전자 가위를 제작하여 쥐 실험에 적용, 정상세포에 영향을 미치지 않고 암세포만 선택적으로 죽일 수 있음을 입증하였다. 신델라 기술로 InDel 돌연변이의 DNA 이중나선을 많이 절단할수록 암세포 사멸 효과가 컸다. 나아가 암세포 성장도 억제할 수 있음도 보였다. 

기존 유전자 가위 기반 암 치료 연구는 암 유도 돌연변이를 찾아 각양각색의 원인을 밝히고, 이를 정상으로 되돌리는 유전자 가위를 제작하는 방식이라 과정이 복잡하고 시간이 오래 걸렸다. 신델라 기술은 모든 암 형성 과정에서 공통으로 생성되는 InDel 돌연변이의 DNA 이중나선을 잘라 DNA 손상복구를 막음으로써 암세포를 죽인다. 

유전자 가위 기반 암 치료 기술 신델라 연구를 이끈 IBS 연구진 (자료=IBS)

명경재 단장은 "부작용 없고 모든 암에 적용 가능한 환자 맞춤형 정밀 의료 플랫폼 기술을 개발, 암 치료의 패러다임 전환이 기대된다"라며 "현재 신델라 기술로 실제 암환자에게서 채취한 암세포를 치료하는 실험을 하는 중이며, 기술 효율성 제고와 상용화를 위한 후속 연구에 매진할 것"이라고 밝혔다. 

이 연구 성과는 학술지 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다.