유전자 편집기술, ‘빠르고 넓게’ 항암 물질 발굴

3차원 배양모델 병용이 정밀 효과 높여…식세포 활용한 스크리닝도 강조

기사입력 2019-11-15 06:00     최종수정 2019-11-15 06:15 프린트하기 메일보내기 스크랩하기 목록보기   폰트크게 폰트작게

유전자 편집 기술로 종양의 바이오마커를 좀더 빠르고 광범위하게 발굴할 수 있는 기술들이 나타나 발표됐다. 

미국 스탠포트 대학 마이클 바씩(Michael Bassik) 교수는 14일 소공동 롯데호텔 글랜드볼룸에서 열린 AACR-KCA 조인트 워크숍에서 CRISPR/Cas시스템 유전자 편집을 이용한 항암제 스크리닝 개발에 대해 설명했다.

마이클 교수는 “CRISPR/Cas시스템으로 약물을 스크리닝할 때 기존에는 sgRNA(single guide RNA)를 2차원 형식으로 배양해왔다”며 “우리 연구팀은 RNA를 확장하거나 축소했을 때에도 변이가 일어나지 않도록 3차원 배양모델을 도입했다”고 말했다.

마이클 교수에 따르면 2차원 세포모델이란 평면의 배양시스템으로 단층적인 세포배양을 의미한다. 반면, 3차원 세포모델은 입체적 세포 배양 시스템을 구성한 것으로 보다 생체와 유사한 특성을 가지고 있어, 항암제의 효능 및 독성을 평가하는 정밀 수단이 된다. 

마이클 교수는 “2차원 모델과 3차원 모델을 병용해 종양 억제와 형성 유전자에 대한 더 많은 표현형을 발견할 수 있다”며 “폐암을 유발하는 돌연변이를 분석할 때, 각 모델을 따로 이용하기 보다 병용할 때 유전자에 대한 돌연변이를 약 2배 많이 찾아냈다”고 언급했다.

또한 마이클 교수팀은 폐 종양의 3차원 모델을 분석한 결과, 2차원에서는 나타나지 않았던 단백질 분해효소인 카복시펩티다제-D(carboxypeptidase‐D, CPD)를 발견했고, CPD를 억제하면 환자 생존율이 증가할 것이라고 예측했다. 

마이클 교수는 식세포 작용(phagocytosis)을 이용한 항암제 물질 스크리닝 기술도 언급했다. 식세포 작용이란 세포가 환경으로부터 고형입자를 잡아들이는 활동인데, 이때 ‘자기 분리(magnetic separation)’ 원리로 돌연변이를 발견할 수 있다. 이는 대식세포(macrophage)로써 활발히 작용된다.

대표적인 예로 항원 'CD47'이 있다. 암세포는 발달하면서 체내 대식세포가 이를 인지할 수 있는 분자를 발현하게 된다. 하지만 악성 암에서 종양세포는 표면에 CD47를 발현해 대식작용을 억제하는 'don't eat me' 신호전달을 하고 이로써 바이오마커를 확인한다. 

마이클 교수는 “모든 기전에 앞서 유전자 편집을 통한 약물 스크리닝은 나날이 발전하고 있고, 차후 새로운 항암제가 개발되도록 연구가 필요할 것”이라고 강조했다.
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