KAIST, 악성 뇌종양 내성 발생원리 밝혀

▲ 환자 대체치료용 3차원 체외뇌암모델 모식도.제공=카이스트

바이오·뇌공학과 김필남 교수, 3차원 암 모델 구현

국내 연구진이 3차원 체외 종양 모델을 제작, 악성 뇌종양의 약물 내성 발생원리를 밝혀냈다.

11일 KAIST(총장 강성모)에 따르면 바이오·뇌공학과 김필남 교수 연구팀이 최근 치료하기 어려운 질병중 하나인 악성 뇌종양 치료에 도움이 기대되는 뇌종양 약물 저항성 발생원리를 밝히는 데 성공했다.

김 교수팀의 이번 성과는 주변조직으로 침윤하는 특성이 매우 강해 치료하기 어려운 질병 중 하나인 악성 뇌종양 치료 효율을 높이고자 3차원 암 모델을 구현해 기존 약물의 저항 원인을 규명, 앞으로 암 치료에 실질적인 도움이 기대된다.

사실 종양의 악성화 및 침윤 특성의 주요 원인인 주변 미세환경을 고려치 않고 항암제 개발이 주로 이뤄져 그동안 종양의 침윤 및 약물 저항 원리를 밝히기 어려웠다.

이에 김 교수 연구팀은 문제 해결을 위해 체외에서 종양 주변 미세환경의 특성을 반영한 3차원 암 모델을 구현했다.

이를 통해 연구팀은 체내에 존재하는 악성 뇌종양의 특성을 체외에서도 유사하게 유지해 환자를 대체할 수 있는 종양 모델로 활용 가능함을 확인했다.

이후 연구팀은 뇌종양 세포가 침윤하는 데 중요한 역할을 하는 히알루론산 합성 단백질을 억제하는 약물을 투입했다.

그 결과 초기에는 뇌종양 침윤이 억제됐지만 시간이 흐르며 미세환경 적응과정에서 뇌종양이 새 기전을 통해 약물에 대한 내성이 생기는 현상을 발견했다.

김 교수팀이 내놓은 3차원 체외 암 모델은 기존 약물의 저항 원인을 규명하는 기반이 될 것으로 예상되면서 앞으로 정밀 암 치료를 위한 핵심 기반 기술로 환자맞춤 약물 검증과 신약 발굴 모델 등 다각적인 활용이 기대된다.

김필남 교수는 “뇌종양의 체외 종양모델로서 공학적 기술 기반의 3차원 미세환경 암 모델을 제시했다”면서 “이를 바탕으로 뇌종양 환자 개별 치료의 가능성을 높여 생존율 개선에 힘이 될 수 있을 것”이라고 전했다.

한편 이번 연구는 지난달 26일 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 온라인 판에 게재됐다. 이승규 기자 esk@

▲ 김필남 교수