성균관대 박성수 교수 연구팀, 식물유래 나노바디 항체의 유방암 항암제 저항성 규명

성균관대학교는 기계공학부 박성수 교수 연구팀이 오스트리아 린츠대학교 오유진 박사, 중앙대학교 고기성 교수와 함께 HER2+형 유방암의 항암제 저항성을 극복하는 데 식물 유래 나노바디 항체가 효과적이라는 것을 밝혀냈다고 1일 밝혔다.

유방암은 여성암 중 발병이 가장 흔하다. HER2+형은 전체 유방암 환자의 20%쯤을 차지하며 다른 유방암보다 재발률과 전이율이 높고 예후도 나쁜 것으로 알려져 있다.

HER2+형 유방암을 치료하기 위해 표적항암제라고 불리는 Trastuzumab 항체 항암제가 널리 사용되지만, HER2의 돌연변이로 인한 저항성 문제로 치료에 어려움을 겪고 있다. 기존에는 세포와 항체 간 상호작용을 매크로 수준에서 분석하기 때문에 저항성 세포 수용체와 항체 간 미세한 상호작용에 대한 분석이 어려워 저항성 메커니즘을 밝히기 어렵다는 한계가 있었다.

박 교수 공동연구팀은 이를 해결하고자 원자힘 현미경 기반 단일분자 힘 분광학 기술을 사용해 매크로 수준이 아닌 단일 분자 수준에서 접근했다. 원자힘 현미경 팁에 항체를 연결해 살아있는 세포 위에서 낚시하듯 결합과 해리를 반복함으로써 단일 분자 수준에서 HER2와 항체 항암제 간 친화성과 특이성을 확인했다. 또한 크기가 작은 식물유래 나노바디 항체는 Trastuzumab 항체 항암제에 비해 높은 결합력과 특이성을 가지며, 저항성을 가진 세포에서도 효과적으로 작동했다.

이 연구 결과는 면역결핍 쥐를 대상으로 한 실험에서도 식물유래 나노바디 항체가 Trastuzumab보다 우수한 항종양 활성을 보여 Trastuzumab 내성 유방암 환자에게 잠재적인 면역 치료 옵션으로 사용될 수 있음을 보여주었다.

또한 식물유래 나노바디 항체는 안정적이며 저렴한 형질전환 식물을 기반으로 제작되므로 대규모 제조가 가능해 항암제 제조 비용도 낮출 수 있을 것으로 기대된다.

연구에 참여한 성균관대 박찬용 박사는 "유방암 치료에서 항암제 저항성을 극복하는 것은 큰 도전 중 하나"라며 "이번 연구는 단일 분자 수준에서 세포와 항암제 간 상호작용을 분석해 항암제 저항성 문제를 해결할 수 있는 중요한 발전"이라고 전했다.

이번 연구 결과는 지난 25일자 국제학술지 ACS Nano (IF: 15.8) 표지 논문으로 실렸다. 이번 연구는 오스트리아 과학재단 FWF 프로젝트, 국가과학기술연구회 사업, 한국연구재단의 기본연구, 과학기술정보통신부와 오스트리아 교육과학연구부의 과학기술협력 한-오스트리아 인력교류 사업, 국가과학기술연구회 UnTACT융합연구단의 지원으로 수행됐다.