포스텍(POSTECH) 장진아 기계공학과·생명과학과·IT융합공학과·융합대학원 교수 연구팀이 미국 잭슨랩 유전체의학연구소 찰스 리(Charles Lee) 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 암 환자의 약물 반응을 정확하게 예측할 수 있는 3D 위암 모델 개발에 성공했다.
암 치료의 가장 큰 난제는 '종양의 이질성'이다. 같은 암이라도 환자마다 종양의 특성이 달라 약물에 대해 전혀 다른 반응을 보인다. 현재까지는 암 조직을 동물 모델에 이식하여 약물 반응을 관찰하는 'PDX 모델'이나 암세포 유전자를 분석해 약물의 효과를 예측하는 방법이 주로 사용됐다.
PDX 모델은 환자에게서 채취한 암 조직을 면역력이 결핍된 쥐에게 이식하여 암의 성장과 약물 반응을 연구하는 방법이다. 하지만 이 방법들은 시간과 비용이 많이 들고, 모든 환자에게 적용하기에는 한계가 있다.
연구팀의 3D 위암 모델은 환자 고유의 위 조직 특성을 유지하면서 기존 PDX 모델에 비해 암의 발생과 성장, 약물 반응 관련 유전자 발현 패턴이 실제 환자와 유사했다. 항암제 효과 및 예후 예측 실험에서 높은 정확성을 보였다. 특히, 이 모델은 조직을 채취한 후 2주 이내에 신속한 평가가 가능하다는 장점이 있다.
장진아 교수는 “이번 연구는 환자 맞춤형 치료법 개발은 물론 새로운 항암제와 병합요법의 효과를 검증하는 전임상 플랫폼으로도 활용될 수 있다는 점에서 의미가 크다”고 말했다. 찰스 리 교수는 “암세포와 간질세포 간 상호작용을 정밀하게 재현해 약물 반응 정확성을 높이고, 효과가 없는 환자에 대한 불필요한 약물 사용을 줄이는 데 기여할 것”이라고 밝혔다.
한국연구재단 대학중점연구소지원사업, 과학기술정보통신부 및 한국연구재단 STEAM연구사업 미래유망융합기술파이오니어, 중견연구자지원사업 지원을 받아 수행된 이번 연구성과는 최근 국제 학술지인 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 게재됐다.
포항=정재훈 기자 jhoon@etnews.com
