국립암센터(원장 서홍관) 연구진이 표준치료의 효과가 현저히 낮고 표적치료제가 부재한 난치암인 슬롯 꽁 머니을 대상으로 암세포에 결합해 약물을 세포 내로 전달하는 압타머 기반의 새로운 치료전략과 플랫폼을 제시했다.

국립암센터 분자영상연구과 김윤희 교수, 국민대학교 허균 교수, 허난대학교 최선일 교수는 약물이 결합된 암표적 압타머(Aptamer)와 지주항체를 융합한 신개념 융합 항암제 플랫폼 기술의 연구 결과를 발표했다. 이 연구 결과는 약물 전달 분야의 세계적 권위지인 ‘Journal of Controlled Release(IF 11.467, 약리학·약학 분야 상위 4.3%)’에 게재됐다.

슬롯 꽁 머니은 악성 종양 중에서 생존율이 가장 낮은 악성 종양 중 하나로서 보통 초기 증상이 없어 발견이 늦어지는 경우가 많아, 수술이 불가능한 환자가 70% 이상이다. 이러한 상황에서도 신뢰할 만한 진단 마커 및 치료 표적의 부재, 극심한 약물 저항성 등으로 5년 생존율은 13.9%에 불과하다. 특히, 종양조직의 과도한 섬유화 특성으로 인해 약물의 침투 및 전달이 용이하지 않다는 한계가 크게 작용하고 있다.

최근 표적치료제 후보로 주목받고 있는 압타머는 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 단일가닥 핵산 물질이다. 압타머는 항체와 유사한 특성을 갖지만 크기가 작아 항체의약품보다 우수한 침투력을 가지며, 따라서 고형암 내부에서 매우 조밀한 구조를 형성하는 과섬유화된 조직에도 효과적으로 침투할 수 있다. 또한 약물 결합이 쉽고 화학적 변이가 용이하며 면역원성이 낮다는 장점을 가지고 있다. 그러나 작은 크기 및 생분해 현상으로 인한 생체 내 안정성 저하로 전신 투여를 해야 하는 항암제 개발에는 한계점이 있었다.

연구팀은 공동 연구를 통해 최신 압타머 발굴 기술인 ‘세포-셀렉스(Cell-SELEX)’ 기술을 활용해 슬롯 꽁 머니 세포 자체에 특이적인 DNA 압타머를 선별하고, 변형 핵산을 이용해 혈액 내 안정성이 우수한 압타머를 발굴했다. 또한, 발굴한 압타머의 치료 효능과 생체 내 안정성을 높이기 위해 세포독성 물질 및 합텐(Hapten)에 대한 인간화 지주항체를 결합한 돌리고바디(DOligobody, Drug+Oligomer+Antibody) 형태로 개발했다. 이어 돌리고바디를 슬롯 꽁 머니 세포주 및 슬롯 꽁 머니 환자유래 오가노이드, 이종이식 동물모델에 투여한 결과 우수한 항암 효능을 입증하고, 돌리고바디의 슬롯 꽁 머니 신개념 표적 항암제 개발 가능성을 제시했다.

연구책임자인 김윤희 교수는 “슬롯 꽁 머니을 표적으로 하는 돌리고바디는 항합텐 항체와의 결합에 의해 압타머의 생체 내 반감기를 향상시킴으로써 슬롯 꽁 머니에 도달하는 효율을 높이고 세포막에 결합한 뒤 세포 내로 항암제가 도입되도록 안전하게 설계됐다”며 “합텐에 대한 범용 지주항체의 개념을 도입한 돌리고바디는 합텐이 결합된 압타머를 제한 없이 바꿔 결합시키는 블록교환 시스템이 가능하므로 다양한 표적의 돌리고바디를 쉽게 제작해 동시 투여 가능한 슬롯 꽁 머니의 새로운 치료기술이 될 것으로 기대한다”라고 말했다. 이어 “이는 돌리고바디가 향후 여러 난치암에 적용될 수 있는 혁신적인 플랫폼 기술이 될 수 있음을 시사하는 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 국립암센터 공익적 암연구사업과 중소벤처기업부 팁스(TIPS) 사업의 지원으로 수행됐다.