암세포에만 생긴 DNA 돌연변이를 찾아 공격하면서 정상 세포는 건드리지 않는 항암 기술을 국내 연구진이 개발 중이다. 특정 유전자 변이가 있는 암에 주로 쓰이는 기존 표적 항암제와 달리, 다양한 암으로 적용 범위를 넓힐 가능성이 있다는 점이 특징이다.
기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단은 지난 10일 유전자 가위로 암세포만 선택적으로 공격하는 '신델라(CINDELA)' 연구 현황을 공개했다. 신델라는 암세포가 돌연변이를 통해 새로 만든 DNA 염기 서열을 유전자 가위(크리스퍼-캐스9)로 잘라 암세포를 죽이는 기술이다. 표적 서열이 없는 정상 세포에는 영향을 주지 않도록 설계했다.
명경재 IBS 유전체 항상성 연구단장은 대장암·유방암·혈액암 등 10종이 넘는 암에서 암세포 사멸 효과를 확인했다고 밝혔다. 암을 이식한 생쥐에서도 종양 성장을 억제했고, 최근에는 생쥐의 간에 만든 암에 신델라를 투여해 종양이 줄어드는 결과도 얻었다.
기존 항암제와 방사선 치료는 암세포를 죽이는 과정에서 정상 세포까지 공격하는 문제가 있다. 이 때문에 탈모·설사·면역 저하 같은 부작용이 생긴다. 이와 달리 표적 항암제는 정상 세포에 미치는 영향을 줄일 수 있지만, 특정 유전자 변이가 있는 암에서만 사용할 수 있는 경우가 많다는 한계가 있다.
IBS 연구단이 개발한 신델라는 암세포에만 생긴 돌연변이 염기서열을 찾아 유전자 가위로 DNA를 잘라낸다. 암세포에는 정상세포에 없는 돌연변이가 많이 생기기 때문에, 이런 돌연변이를 공격 표적으로 삼는 것이다.
연구진은 궁극적으로 환자별 암 돌연변이에 맞춘 '맞춤형 유전자 가위'를 만드는 것을 목표로 한다. 환자의 암 조직과 정상 세포 DNA를 비교해 암에만 있는 돌연변이를 찾고, 이를 자르는 유전자 가위를 설계하는 방식이다. 명 단장은 이 과정을 자동화하면 유전체 분석부터 맞춤형 치료제 제작까지 한 달이면 가능할 것으로 예상했다.
다만 실제 환자에게 투여하려면 넘어야 할 산이 있다. 가장 큰 과제는 유전자 가위를 몸속 암세포까지 정확하고 충분히 전달하는 것이다. 연구진은 코로나19 mRNA 백신에도 쓰인 지질나노입자(LNP)에 유전자 가위용 단백질과 RNA를 실어 보내는 방식을 시험하고 있다.
환자마다 표적을 안내하는 RNA를 따로 만들어야 한다는 점도 과제다. 연구진은 여러 암 환자에게 공통으로 나타나는 돌연변이를 찾아, 미리 치료제를 만들어두는 방안을 연구 중이다.
신델라 기술은 국내 바이오 스타트업에 이전돼 전임상 진입을 준비하고 있다. 명 단장은 "실제 치료제가 되려면 전달 효율과 안전성 문제를 해결해야 한다"며 "앞으로 5~10년 정도 지나면 임상에서 활용될 가능성이 있다고 본다"고 말했다.