광주과학기술원(GIST·지스트)은 신소재공학과 권인찬 교수 연구팀이 미국 버지니아대학교 의과대학(University of Virginia School of Medicine) 연구진과 공동으로 기존 '항체 약물 접합체'(ADC)의 한계를 극복할 수 있는 새로운 항암 치료제 플랫폼 '알부바디(Albubody)'를 개발했다고 2일 밝혔다.

이번 성과는 소형 항체 조각을 기반으로 한 항암제 개발의 가장 큰 걸림돌이었던 짧은 체내 반감기 문제를 해결했다는 점에서 학문적·산업적 의의가 크다.

항체-약물 접합체는 암세포를 인식하는 항체에 강력한 항암제를 화학적으로 결합한 표적치료제로 항체가 암세포만 정확히 찾아가고 결합하면 그곳에서만 약물이 방출돼 암세포를 죽이는 방식이다.

정상 세포에 대한 손상은 최소화하면서도 항암 효과를 극대화할 수 있어서 '맞춤형 항암제'로 주목받고 있으나 혈중 반감기가 짧아 체내에서 빨리 제거되는 한계가 있어서 이를 보완하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.

연구팀은 이러한 문제 해결을 위해 소형 항체 조각의 장점인 '빠른 종양 침투'와 알부민의 장점인 '긴 체내 반감기'를 결합한 새로운 형태의 항체 조각 플랫폼 알부바디(Albubody)를 고안했다.

알부바디는 항체 조각에 알부민 결합 도메인(ABD)을 삽입해 체내 알부민과 결합하도록 설계된 재조합 단백질이다. 이로써 알부민의 체내 지속 메커니즘을 활용해 혈액 속에서 오랫동안 순환할 수 있다.

실제로 알부바디는 기존 항체 조각보다 체내 체류 시간이 200배 이상 길고, 대형 항체인 면역글로불린 G(IgG)보다 종양 내 침투 능력이 우수해 차세대 항암제 플랫폼으로서의 가능성을 입증했다.

연구팀은 유방암과 위암 등에서 과도하게 발현돼 암세포 성장과 전이를 촉진하는 단백질 수용체인 HER2를 표적으로 하는 알부바디-약물 접합체 개발을 위해 클릭화학 기반의 위치 선택적 약물 접합 기술을 적용했다.

이를 통해 약물이 항체 조각의 특정 위치에 정확히 결합하도록 설계함으로써 항체-약물 접합체의 합성 효율성과 안정성을 동시에 높였다.

실제 합성된 알부바디-약물 접합체는 HER2 양성 유방암 세포를 이식한 생쥐 모델에서 기존 항체 조각-약물 접합체보다 체내 지속성이 뛰어나고 암 조직으로 깊숙이 침투해 탁월한 항암 효능을 나타냈다.

이 기술은 다른 표적 항원과 약물에도 적용할 수 있어서 범용적인 항암 치료 플랫폼으로 발전할 가능성이 높은 것으로 평가받고 있다.

권인찬 교수는 "항체조각 기반 항암제의 가장 큰 약점인 짧은 반감기를 알부민 결합 기술로 극복한 것이 의미가 크다"며 "앞으로 다양한 항암제와 결합해 임상에 적용한다면 더 효과적이고 안전한 암 치료가 가능할 것"이라고 전망했다.

이번 연구는 GIST 신소재공학과 권인찬 교수가 지도하고 권나현 박사과정생과 이재훈 박사가 과학기술정보통신부·한국연구재단 개인 기초 연구 사업(중견 연구) 지원을 받아 수행했다.

연구 결과는 국제학술지 '저널 오브 컨트롤드 릴리

호남일보 관리자 기자 |