연구팀은 동물실험을 통해 효능을 입증, 임상적용 가능성을 제시했다고 덧붙였다.
김박사팀은 암세포에서만 발현되는 암 특이적 유전자의 RNA를 인지할 수 있는 라이보자임(효소 RNA 분자)을 제작, 생체내에 투입하여 암세포 내에서 암유전자 자체를 치료유전자로 변환되도록 함으로써 암을 치료할 수 있다는 것을 보여 주었다.
또한 이 라이보자임를 응용하여 암세포의 영상화까지 성공함으로써 암의 치료 및 진단을 동시에 할 수 있음을 보여주는 데 성공했다.
연구팀은 자체 개발한 라이보자임을 탑재한 유전자치료제가 임상에 실제 적용될 수 있는지를 알아보기 위해 암이 간으로 전이된 대장암 쥐를 대상으로 전임상 실험을 했다.
그 결과, 주입된 라이보자임이 간암조직에서 치료용 유전자로 변환되면서 암세포를 파괴하고, 정상조직에는 특별한 부작용을 거의 주지 않는 상태라는 것을 확인해 그 효용성을 입증했다.
이를 통해 라이보자임이 암의 유전자 치료제로 개발될 수 있는 가능성을 확인한 것.
김박사팀은 여기에서 더 나아가 이 라이보자임을 이용한 암세포의 생체 내 영상화에 성공했다.
암치료의 표적이 되는 암 특이적 유전자들은 암종에 따라 그 분포와 발현량이 다르다. 그러나 현재까지 유전자 발현 정도를 생체내에서 가시적으로 측정할 수 있는 방법에 한계가 있어 암의 진단 및 치료에 장애가 되어 왔다.
김박사팀은 자체 개발한 라이보자임이 암표적분자의 유전자가 발현하여 RNA가 존재할 경우에만 작용한다는 원리에 착안하여 이를 탐지하는 분자영상의 구현을 시도했다. 즉, 생쥐 간암세포에만 특이적으로 발현되는 CKAP2라는 유전자에 작용하는 라이보자임을 제작한 후 여기에 발광성 유전자(Luciferase)를 추가하여 쥐에 주입한 결과, 종양이 있는 간조직에서만 발광 반응이 나타나게 하는 데 성공함으로써 암 특이 유전자의 발현과 그 양을 영상화할 수 있었다.
생체내에서의 유전자 발현을 분자 수준에서 영상화하는 기법은 이론적으로는 알려져 있으나, 라이보자임을 이용하여 생체에서 입증한 경우는 김박사팀이 최초다.
◆다기능 유전자 진단·치료제로서의 가능성 제시
김인후 박사는 “암표적 분자에 특이적인 트랜스-스플라이싱 라이보자임은 정상세포에는 부작용을 끼치지 않으면서 암세포만을 골라 살상할 수 있고, 표적분자의 존재여부를 분자영상으로 직접 확인할 수 있어 편하면서도 정확한 진단이 가능해지는 등 기존의 치료나 진단 방법에 비해 획기적인 장점을 지니고 있다”고 말했다.
김박사는 또 “기법이 암의 치료뿐만 아니라 표적이 분명한 다른 질병 치료에도 응용 가능성이 있으며, 치료제로서 기능할 뿐만 아니라 진단 및 치료 효과도 동시에 모니터링을 할 수 있는 다기능 유전자 진단․치료제로서 역할을 할 수 있을 것”이라고 설명했다.
현재 국립암센터에서는 개발된 유전자치료제의 임상적용을 위한 임상시험을 준비 중이다.
이들 결과는 3개의 저명 국제 학술지에 발표되었고, 특히 생체내 유전자 발현 분자영상 구현 기술은 국내외에 특허를 출원했다. / 임호섭 의약산업전문기자
