'치료 저항성 암메이저 놀이터 순위트 잡는다'... 경희대 연구팀, 구리-철 복합체 활용한 새로운 항암 전략 제시

기존 항암 치료의 한계를 극복할 새로운 암 치료 전략이 국내 연구진에 의해 제시되어 학계의 주목을 받고 있다. 암메이저 놀이터 순위트가 기존 항암제에 대해 보이는 '메이저 놀이터 순위트사멸(apoptosis)' 저항성을 무력화시킬 수 있는 방법론이다.

경희대학교 의과대학 김도경 교수 연구팀은 최근 세계적인 학술지 『Coordination Chemistry Reviews』에 게재한 논문을 통해, 구리(Cu)와 철(Fe) 금속 이온을 활용한 나노복합체가 암메이저 놀이터 순위트만을 표적으로 삼아 새로운 형태의 메이저 놀이터 순위트사멸을 유도하는 기전을 체계적으로 분석했다. 이 논문은 기존 치료 방식과 다른 '구리 의존성 메이저 놀이터 순위트사멸(Cuprotosis)'과 '철 의존성 메이저 놀이터 순위트사멸(Ferroptosis)'을 동시에 활성화해 항암 효과를 극대화하는 방안을 제시하고 있다.

전통적인 항암제는 주로 메이저 놀이터 순위트사멸을 유도하지만, 많은 암메이저 놀이터 순위트가 이에 대한 내성을 키워 치료 효과가 떨어지는 문제가 있었다. 김도경 교수팀이 주목한 것은 구리 이온에 의해 단백질 응집이 발생하는 '구리 의존성 메이저 놀이터 순위트사멸'과 철 이온에 의해 지질 과산화가 촉진되는 '철 의존성 메이저 놀이터 순위트사멸'이다. 이 두 가지 기전은 기존 항암 방식과 완전히 다른 경로를 택한다.

연구팀은 다양한 구리-철 나노복합체의 구조적 특성을 분석하고, 이 복합체가 암메이저 놀이터 순위트에 전달되었을 때 구리 이온(Cu2+)과 철 이온(Fe3+)을 방출하는 과정을 규명했다. 방출된 구리 이온은 미토콘드리아의 TCA 회로에 있는 특정 단백질(DLAT)의 과도한 응집을 일으켜 구리 의존성 메이저 놀이터 순위트사멸을 유도한다. 동시에 방출된 철 이온은 펜톤(Fenton) 반응을 통해 활성산소종(ROS) 생성을 증폭시켜 지질 과산화를 촉진하고 철 의존성 메이저 놀이터 순위트사멸을 촉발한다. 이처럼 하나의 나노복합체가 두 가지 경로를 동시에 작동시켜 상호 보완적이고 강력한 항암 효과를 낼 수 있다는 점이 핵심이다.

이번 연구는 단순한 기초 연구의 소개를 넘어 '리간드 공학(Ligand Engineering)'을 통해 나노복합체의 안정성, 산화환원 반응성, 그리고 종양 특이적 금속 이온 방출을 정교하게 제어하는 전략을 제시했다는 점에서 더욱 의미가 크다. 이는 향후 정밀의학(Precision Medicine)에 기반한 차세대 나노 항암제 개발의 중요한 이정표가 될 것으로 기대된다.

논문의 공동 교신저자인 김도경 교수는 "구리와 철 기반 나노 플랫폼이 암메이저 놀이터 순위트의 약물 내성을 극복할 새로운 무기가 될 수 있다는 것을 보여준다"며 "향후 임상 적용을 위한 다양한 소재 개발과 기초-임상 중개 연구, 그리고 글로벌 협력이 필요하다"고 밝혔다. 차병석 연구교수는 "이번 논문은 암 치료의 새로운 지평을 열었다. 나노의학을 기반으로 한 맞춤형 항암 치료제 개발에 크게 이바지할 것"이라고 덧붙였다.

이번 연구는 한국연구재단 바이오·의료기술개발사업 및 기초연구사업(중견연구)의 지원을 받아 수행되었다.