암세포에 침투해 암세포 에너지원(APT)을 제거하고 미토콘드리아 기능장애를 일으키는 방식으로 암세포만 골라 죽이는 항암 치료 기술이 개발됐다.

UNIST(울산과학기술원)화학과 유자형 교수팀은 7일 암세포 미토콘드리아 안에서 암세포 APT와 결합해 거대 분자덩어리를 만들어내는 항암 유도물질을 개발했다고 밝혔다.

인류의 항암전쟁은 1세대 세포독성 항암제, 2세대 표적항암제, 3세대 면역항암제를 거쳐 최근 4세대 항암제로 급부상하는 ‘대사항암제’로 관심이 모아지고 있다. 세포에 필요한 ATP를 생산하는 세포내 핵심 소기관인 미토콘드리아를 표적해 제 기능을 하지 못하도록 망가트려 대사작용 오류를 만드는 방법이다.

연구팀이 개발한 물질을 투입한 암세포는 거대 분자덩어리 생성 과정에서 ATP가 소진돼 성장이 멈춘다. 또 분자덩어리가 거대하게 커지면서 미토콘드리아 막을 훼손시켜 기능장애를 일으키는 방식으로 암세포 성장을 억제하는 것이다.

연구팀은 "이번 연구로 세포 에너지원인 ATP를 제거하는 동시에 미토콘드리아의 기능장애를 일으킬 수 있는 거대 자기조립체 형성 유도 방식이 효과적인 항암 전략이 될 수 있다는 것을 알게됐다"며 "향후 미토콘드리아 표적 약물 치료제 개발에 새로운 플랫폼이 될 것이다"고 말했다.

ATP는 미토콘드리아에서 만들어지기 때문에 ATP가 부족하거나 ATP를 만드는 미토콘드리아가 망가지면 대사 장애가 일어나 세포가 죽는다. 정상 세포도 ATP를 만들지만 빠르게 증식하는 암세포는 ATP 농도가 더 높다. 연구팀은 이 점에 주목해 고농도 ATP와 결합해 분자덩어리를 만들 수 있는 항암 유도물질을 개발한 것. 정상세포에서는 ATP농도가 낮아 이 같은 분자덩어리가 만들어지지 않는다.

분자 덩어리는 크기가 수백 나노미터 수준으로 커서 크기가 비슷한 미토콘드리아 막을 물리적으로 훼손시킨다. 또 분자덩어리 합성과정에서 ATP가 분자에 뭉쳐져서 세포 내 ATP를 제거한다는 차별점이 있다. 연구팀은 암세포를 이용한 실험에서 암세포 성장이 정상세포 대비 느려짐을 확인했다고 설명했다.

연구팀은 "미토콘드리아 대사물질과의 결합으로 세포 운명을 조절할 수 있음을 밝혔다는 것에 의의가 있다"며 "ATP제거와 동시에 미토콘드리아 기능장애를 일으킬 수 있는 거대 자기조립체 형성 유발이 암 치료에 효과적인 전략이 될 수 있다는 것을 보여주는 것이며 향후 미토콘드리아 표적 약물 치료제 개발에 새 플랫폼이 될 것이라 기대한다"고 말했다.