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산업 윤태종 교수, 유전자 가위기술 활용한 대장암 치료제 개발
메디컬투데이 남연희 기자
입력일 : 2020-04-08 19:15:05
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나노 전달체에 유전자 가위 단백질 구조체 탑재방식으로 유전적 이상 부위를 효과적으로 편집해
▲ 윤태종 교수 (사진= 아주대학교 제공)

[메디컬투데이 남연희 기자]

아주대학교는 약학과 윤태종 교수가 조영석 가톨릭대 교수와 함께 나노 전달체에 유전자 가위 단백질 구조체를 탑재하는 방식으로 유전적 이상 부위를 효과적으로 편집해 새로운 대장암 치료제를 개발했다고 8일 밝혔다.

대장암은 현대인의 식습관과 생활방식 탓에 지속적으로 발생이 증가하는 질병이다. 때문에 치료제 개발이 매우 활발히 진행되고 있으며, 주로 항체를 기반으로 한 약물이 사용되고 있다.

이때 쓰이는 약물은 주로 세툭시맙(cetuximab) 항암제가 사용되는데, EGFR 수용체에 결합해 암세포의 성장·생존을 억제하는 약물로, 대장암 환자 중 60% 정도는 약물에 저항을 나타내 더 이상 치료효과를 보이지 않는 것으로 알려져 있다.

이러한 경우는 암세포 성장과 관련된 KRAS 유전자의 변이에 의한 것으로, 관련된 환자들의 경우 예후가 매우 좋지 않아 많은 연구자들이 KRAS 유전자 변이에 의한 암을 치료하기 위해서 노력하고 있으나, 유전자 변이로 인해 지속적으로 암이 재발하면서 근본적 치유 방법에 대한 연구가 요구되어 왔다.

이에 대해 유전자 가위 기술을 활용하는 것이 대안으로 제시되어 왔으나, 단백질 형태의 유전자 가위 소재가 체내에서 안정성이 크게 저하되어 효율성 문제의 해결이 쉽지 않았다.

이러한 가운데 윤 교수팀이 전달체에 유전자 가위 단백질 구조체를 탑재하여 유전적 이상 부위를 효과적으로 편집하여 높은 치료 효과를 거둘 수 있음을 밝혀낸 것이다.

윤 교수팀은 생체 적용이 가능한 소재로 이뤄진 나노 구조체를 발굴해 적용했으며, 유전자 가위 기술을 이용해 유전자적 문제 부위 편집시 근본적 치료 가능성이 높아지나, 체내 주입 시 안정성이 떨어졌던 문제를 극복해냈다.

구체적으로는 나노 리포좀 구조체를 사용하여 KRAS 유전자 변이 부위를 편집할 수 있는 유전자 가위 단백질 소재를 탑재했으며, 해당 나노 구조체 표면에 대장암 표적을 위한 항체를 도입하여 유전자 가위 소재의 안정성과 치료 효과를 극대화했다.

생체 내 실험(in vivo)에서는 암조직으로의 유전자 가위 소재 전달 효율은 60%에 달했으며, 동물 모델에서의 치료 효과는 대조군 대비 높은 치료 효과를 보인 것으로 확인됐다.

이에 따라 향후 아주대 산학협력단 산하의 엔포유 기술지주회사 무진메디를 통해 임상 시험 진행을 계획하고 있다.

윤태종 교수는 “기존 유전자 형태의 유전자 가위 소재는 바이러스 전달체를 이용, 생체에 적용하는 구조로 전달 효율이 낮고, 원치 않는 부위까지 편집하게 되는 부작용(off-target 효과)이 문제였다”며 “이에 대안으로 단백질 구조체로 이뤄진 유전가 가위 소재가 부상했지만, 생체 내 주입 이후 효소들에 의해 분해되면서 전달·편집 효율이 낮아 한계를 보여 왔다”고 설명했다.

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그러면서 “지금 현재는 암 치료를 위해 시험관 환경(in vitro)에서 면역 세포의 활성을 조절하는 수준의 유전자 가위 기술이 사용되고 있다”며 “앞으로는 직접 체내 주사를 통해 치료 효과를 극대화할 수 있을 것으로 기대한다”고 전했다.

한편 이번 연구 내용은 저명 학술지 <나노 리서치(Nano Research)> 4월4일자 온라인판에 게재됐다. 논문의 제목은 ‘항암제 내성 대장암을 치료하기 위한 유전자 편집 나노 입자 시스템의 치료적 접근(Gene editing particle system as a therapeutic approach for drug-resistant colorectal cancer)’이다.  
메디컬투데이 남연희 기자(ralph0407@mdtoday.co.kr)
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