페니트리움바이오사이언스는 2005년 하버드 의과대학 라케시 K. 자인(Rakesh K. Jain) 교수가 제창한 '종양 미세환경 정상화 가설'(Normalization Hypothesis)을 췌장암 환자 유래 오가노이드(PDO) 모델에서 객관적 데이터로 입증했다고 11일 공식 발표했다.

이번 성과는 앞서 자사 항암 후보물질 '페니트리움'(Penetrium)을 통해 암 전이를 원천 차단하는 '씨앗과 토양'(Seed and Soil, 1889년) 가설을 증명한 데 이은 후속 연구 결과다. 이로써 페니트리움바이오는 현대 종양학 핵심적인 두 가지 가설을 단일 약물 기전으로 모두 규명하는 과학적 성과를 확보했다.

이번 연구는 씨앤팜, 현대바이오, 페니트리움바이오로 구성된 'AI바이오신약팀'이 주도했으며, 환자 유래 오가노이드 플랫폼 기업 '오가노이드사이언스'와 암 분자 진단 기업 '젠큐릭스'가 참여했다.

'종양 미세환경 정상화 가설'은 자인 교수가 2005년 최고 권위의 과학 학술지 '사이언스'(Science)를 통해 정립한 이론으로, 비정상적으로 엉켜 있는 암 주변 환경을 정상화해 약물 전달 통로를 확보하면 기존 항암제만으로도 여러 변이 암세포를 효과적으로 억제할 수 있다는 내용이다.

공동 연구팀은 췌장암 표준치료제 젬시타빈(Gemcitabine)과 페니트리움의 병용투여 실험을 통해 가설을 증명해 냈다. 

연구팀에 따르면 KRAS, TP53, PTEN, BRCA2 등 제각기 다른 복합 악성 돌연변이를 지닌 5종의 췌장암 모델에 젬시타빈을 단독 투여한 결과, 약물이 기질(Stroma) 장벽에 막혀 최고 농도(10μM)에서도 암세포 생존율이 50~80%에 달하는 환경 매개 내성이 확인됐다. 이 상태에서 페니트리움을 병용 투여한 결과, 페니트리움이 이 물리적 장벽을 정상화해 약물이 암세포까지 도달할 수 있는 약물 전달 통로를 확보했음이 확인됐다.

'종양 이질성'(Tumor Heterogeneity) 한계 돌파

또 페니트리움 병용 투여를 통해 미세환경을 정상화하자, 5개 중 4개의 모델에서 암세포의 특정 유전자 돌연변이 종류와 관계없이 젬시타빈에 대한 감수성이 회복되며 이 최악 조건에서도 환경을 정상화하여 암세포 생존율을 0~20% 수준으로 급감시켰다. 환자마다 다른 다수의 암 돌연변이를 개별적으로 표적하지 않더라도, '암세포가 공통으로 의존하는 환경을 제어하면 유전자 돌연변이와 상관없이, 보편적인 암 억제가 가능함'을 증명한 결과라고 연구팀은 설명했다. 

페니트리움바이오사이언스는 종양학 양대 가설을 모두 입증함에 따라, 향후 항암 치료 전략에 미치는 파급력이 클 것으로 전망하고 있다. '씨앗과 토양 가설' 입증을 통해 암 전이를 억제하고, '정상화 가설' 입증을 통해 다중 변이 암세포 내성도 무력화하는 ‘범용적 병용 플랫폼’ 과학적 근거를 마련했기 때문이다.

한편, 연구팀은 병용 투여 환경 속에서도 생존한 극소수의 암세포를 대상으로 젠큐릭스와 RNA-seq 유전자 분석을 진행 중이다. 암세포가 생존을 위해 우회 경로를 어떻게 활성화하는지 추적한 해당 결과는 향후 다중 표적 항암 전략의 근거로, 4월 17일부터 미국 샌디에이고에서 개최되는 미국암연구학회(AACR 2026, American Association for Cancer Research Annual Meeting)에서 발표될 예정이다.

조원동 페니트리움바이오 대표이사 회장은 "암 전이를 설명하는 137년 전 가설과 미세환경을 다룬 20년 전의 정상화 가설을 하나의 약물로 입증한 것은 항암 치료 기반을 다지는 중요한 과학적 진전"이라며 "특정 돌연변이에 의존하지 않고 암의 생존 기반 자체를 제어하는 이번 성과는 난치암 치료에 보편적이고 근본적인 대안을 제시하는 새로운 패러다임이 될 것"이라고 밝혔다.