생명연구원, 암 탐지·표적치료 가능한 고효율 항암 생균치료제 개발

종양 세포외 기질 분해 효소를 함유한 약독화 살모넬라균

암 표적화 뒤 항암물질 종양 내부로 침투시켜, 항암치료 효과 향상

박테리아 생균 이용한 항암치료제 개발 기대…국제학술지 게재

[대전=뉴시스] 국제학술지 'Journal of Controlled Release'지 표지에 실린 생명연구원의 '종양 세포외 기질 분해 효소를 함유한 약독화 살모넬라균의 암 탐지 및 표적 치료 모식도'. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 기존 항암치료의 부작용을 개선하고 한계를 극복한 표적 항암 생균 치료제가 개발됐다.

한국생명공학연구원은 생물자원센터 박승환 박사팀이 종양 세포외 기질 분해 효소를 함유시켜 암 종양 조직 내 높은 약물 침투성을 통해 항암치료 효과를 향상시킨 항암 생균 치료제를 개발했다고 21일 밝혔다.

항암치료에 흔히 이용하는 약물치료나 방사선치료는 암세포뿐만 아니라 정상 세포에도 손상을 주거나 과도한 사이토카인의 분비를 일으킨다는 단점이 있다.

이에 따라 정상 세포에는 독성을 일으키지 않는 치료법이 연구되고 있으며 이 중 하나가 암을 표적 치료할 수 있는 박테리아를 이용한 항암 치료법이다.

약독화(弱毒化) 살모넬라균은 암 조직에 강한 친화성이 있으며 정상조직보다 암 조직에서 약 10만 배 가량 더 많이 증식해 원하는 암세포를 표적화할 수 있고 독성을 약화한 박테리아에 항암물질을 함유시켜 전달할 수 있다.

하지만 약독화 박테리아가 암을 탐지해 표적화함에도 불구하고 박테리아에 함유된 항암물질이 암 종양을 둘러싸고 있는 종양 세포외 기질을 통과하지 못해 항암치료의 효율성이 낮고 함께 항암제를 투하면 암세포 간 압력에 의해 항암제가 종양 안쪽까지 전달되지 못한다는 한계가 있다.

이번에 생명연 연구팀은 암 탐지 및 표적 박테리아에 종양 세포외 기질 분해 효소를 발현시켜 종양 조직의 와해를 유도, 종양 세포외 기질을 분해할 수 있는 효소를 함유한 약독화 살모넬라균을 개발했다.

연구팀은 "박테리아가 암을 표적화하면 종양 세포외 기질의 주요성분인 히알루론산을 분해할 수 있는 히알루로니다아제 효소를 종양세포에 분비, 세포외 기질의 경계를 허물어 약물 침투성이 높아진다"며 "이를 통해 항암물질이 종양 내부까지 침투할 수 있어 항암치료의 효과를 높일 수 있게 된다"고 설명했다.
 
박 박사팀은 췌장암과 유방암에 걸린 마우스 동물모델 실험을 통해 개발한 살모넬라균이 암세포의 성장 억제와 사멸을 진행하고 면역반응을 나타내는 것을 확인했다.

연구 결과는 약물전달시스템 분야의 국제 저널인 'Journal of Controlled Release(IF 11.467)' 3월호 표지 논문으로 선정됐다.(논문명:ECM-targeting bacteria enhance chemotherapeutic drug efficacy by lowering IFP in tumor mouse models/교신저자:박승환 박사/제1저자:김지선 박사)
  
박승환 박사는 "이번 연구를 통해 개발된 엔지니어링 박테리아는 효과적인 암 탐지 및 표적, 항암물질과 같은 다양한 치료물질의 효율적인 전달체로 항암치료 효과를 증대시킬 것"이라며 "이 연구를 기반으로 한국인 마이크로바이옴 뱅크에서 우수한 항암 표적 박테리아를 발굴, 마이크로바이옴 기반 항암 생균치료제 개발에 기여하겠다"고 말했다.


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