[인더스트리뉴스 조창현 기자] 카이스트(총장 이광형)는 생명과학과 김세윤 교수 연구팀이 ‘약물 가상 스크리닝 기술 활용 신규 항암 치료제’ 개발에 성공했다고 8월 12일 밝혔다.

카이스트는 이번 연구로 약물 재창출에 성공해 항암 치료제를 개발했다. [사진=카이스트]

김세윤 교수 연구팀은 3차원적 단백질 구조를 활용, 화합물 및 표적 단백질간 물리적 상호작용을 모델링하는 ‘유효 결합 판별 기술’로 ‘엠토르 억제성 항암제’ 약물 재창출 연구를 수행했다.

약물 재창출은 이미 안전성이 검증된 FDA 승인 약물 혹은 임상 진행 중인 약물군을 대상으로 새로운 적응증을 찾는 신약 개발 방식이다. 이 전략은 신약 개발에 있어 10년 이상 소요되는 막대한 시간과 투자를 혁신적으로 단축할 수 있는 미래 시대 신약 개발전략이다.

현재 암세포 관련 연구에서는 자가포식 강화 기반 항암제 약물 개발전략이 제시되고 있다. 이 전략은 엠토르 단백질 활성을 저해하면, 자가포식이 과도하게 증가돼 암세포 사멸 유도가 가능하다는 사실을 바탕으로 한다.

신호전달 단백질인 ‘엠토르(mTOR)’는 암세포 내 비정상적으로 높은 활성 상태를 보이고, 암과 더불어 당뇨·염증·노화 등 여러 질병 유발에 핵심 매개체다.

엠토르 단백질을 통해 활성 여부가 정교하게 조절되는 생명현상인 ‘자가포식(autophagy)’은 영양분 과부족 혹은 세포 내외적 스트레스 조건하 세포 내 항상성을 유지코자 스스로 내부 구성물질을 파괴해 활용하는 방어기전이다.

연구팀은 FDA 승인 약물 또는 임상 시험 중인 약물 DB로 3,391종에 달하는 ‘약물 라이브러리’에 엠토르 단백질 활성을 담당하는 효소 활성부위 ‘3차 구조 분석과 AI 기반 유효 결합 판별 기술’을 적용했다.

이후 엠토르 활성 저해능력을 보이는 약물만을 신속히 스크리닝하는 기술을 개발했다. 두 가지 기술을 활용한 스크리닝으로 후보 물질 발굴 및 가상 스크리닝 정확도와 예측도를 높이는 데 성공했다.

해당 기술을 사용해 카이스트 생명과학과 이보아 박사, 박승주 박사는 현재 가족성 고콜레스테롤혈증 치료제로 임상에서 판매/활용 중인 ‘로미타피드’ 약물이 가진 엠토르 활성 억제 가능성을 예측했다.

연구팀은 생화학적·세포 생물학적 분석으로 로미타피드를 통한 엠토르 효소활성 억제효능 검증에 성공했으며, 대장암과 피부암 등 암세포에 로미타피드 약물을 처리할 경우 엠토르 활성 억제 및 과도한 자가포식이 유도돼 암세포 사멸효과가 발생하는 항암 효능을 확립했다.

또 대장암 환자 유래 ‘암 오가노이드’에 로미타피드를 처치하면 기존 화학 항암 치료제 대비 우수한 암세포 사멸 능력을 보여, 향후 엠토르 억제와 자가포식 기반 항암제 개발 및 임상에 적극 활용될 것으로 기대된다.

한편, 이번 연구는 국제 학술지 '세포 사멸과 질병'에 지난 7월 12일자 온라인 게재됐다.

[조창현 기자 (inwisendow@gmail.com)]

[저작권자 © FA저널 SMART FACTORY, 무단 전재 및 재배포 금지]