‘플라즈마’ 활용 만성골수성백혈병 새 치료법 제시

손세준 기자
등록 2020-06-02 16:25:31
수정 2020-06-02 16:25:50

mTOR 단백 감소시켜 암세포 사멸 유도 기전 규명 … 암조직에만 특이적 반응해 부작용 최소화

김철호 아주대병원 이비인후과 교수팀이 플라즈마를 활용한 만성골수성백혈병 치료 가능성을 새롭게 확인했다. 연구팀이 활용한 플라즈마는 고체, 액체, 기체의 상태가 아닌 물질의 4번째 상태로 기체를 높은 온도로 가열해 원자핵과 전자가 분리돼 균일하게 존재하는 상태를 일컫는다.

플라즈마의 임상의학 적용으로 가장 주목받는 영역은 암치료 부분이다. 플라즈마 상태에선 암조직에만 특이적으로 작용하고 부작용이 거의 없어 안전한 것으로 알려져 있다.

연구팀은 이번 연구에서 플라즈마 활성수를 활용한 결과 플라즈마가 다양한 백혈병 세포에서 세포소기관, 세포의 불필요한 물질을 분해하는 세포 내 소기관인 라이소좀(Lysosome) 활성을 저해하고 세포 주기 진행과 성장을 결정하는 mTOR 단백을 효과적으로 감소시켜 세포사멸을 유도한다는 것을 규명했다.

이를 통해 플라즈마가 백혈병 세포에서 발현이 억제돼 있는 ‘RNF126 단백질’ 발현을 촉진시켜 mTOR 단백의 유비퀴틴(Ubiquitin)화를 유도해 효과적인 분해를 유발시킨다는 점을 확인했다. 유비퀴틴화는 세포 내 단백질은 수명이 다하거나 문제가 생기면 유비퀴틴이라는 단백질이 달라붙어 분해를 돕는 과정으로 이상이 생기면 세포 속 불필요한 단백질이 쌓여 암 등을 유발한다.

백혈병환자에서 나타나는 mTOR 경로 활성화는 약물 내성 및 불량한 예후를 동반한다. 이에 mTOR 억제제는 3세대까지 연구됐지만 아직 약물 내성 극복 및 최소 독성으로 효능을 발휘하는 적합한 억제제를 찾기 위한 연구가 진행 중이다.

연구팀은 플라즈마가 백혈병 세포에서 효과적인 mTOR의 단백 분해를 유발하지만 정상 생쥐 모델에서 급성 독성 또는 체중 감소와 같은 유해한 부작용이 나타나지 않음을 확인했다.

만성골수성백혈병은 2001년 1세대 표적항암제인 이마티닙(Imatinib, Gleevec) 도입 이후 생존기간이 획기적으로 늘어났지만 내성 환자가 증가하면서 이를 극복하기 위해 4세대 표적항암제까지 개발됐다. 최근에는 4세대 애시미닙(Asciminib)과 3세대 이하 표적항암제의 병용요법을 통해 약을 끊어도 재발하지 않는 환자 비율을 높이는 등 완치 가능성을 높이는 연구가 진행 중이다.

김철호 교수는 “이번 연구는 난치성 혈액암에서 플라즈마를 활용한 새로운 치료법을 제시해 난치성 혈액암의 치료에 대한 기대를 더욱 높였다”며 “플라즈마가 가진 암조직에만 반응하고 부작용이 거의 없는 장점 때문에 앞으로도 기존 표적항암제와의 병용요법에 관한 연구 및 백혈병 화학요법 내성 환자에서 플라즈마 기반 의료기기 활용 가능성이 높아질 것으로 기대된다”고 설명했다.

이번 연구는 지난 3월 2일자 생물학 분야 국제학술지 ‘세포(Cells)’ 온라인판에 ‘저온 플라즈마가 mTOR 유비퀴틴화를 통해 항백혈병 효능을 유도(Non-Thermal Plasma Induces Antileukemic Effect Through mTOR Ubiquitination)’이란 제목으로 게재됐다. 과학기술정보통신부·한국연구재단 개인연구지원사업 지원으로 수행됐다.

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