이번 연구는 KAIST 학부생 연구 참여 프로그램(URP: Undergraduate research program)을 통해 마크 보리스 알돈자(Mark Borris Aldonza) 학생이 참여해 그 의미를 더했다.

세포는 암 치료과정에서 약물을 장기간 투여하면 특정 약물에 대해 내성을 갖는데, 이를 극복하기 위한 가장 흔한 방법은 다른 약물을 투여하는 것이다.

하지만 일부 특정 암세포들이 다양한 종류의 약물에 내성을 가진 ‘교차저항(cross-resistance)’ 성질을 보인다는 점은, 치료에 활용 가능한 약물 종류가 줄어 들고 암 재발의 원인이 된다.

암 극복을 위해선 암세포의 다중약물 내성 기전의 이해가 필요한 이유다.

연구팀은 폐암 세포가 화학 요법 약물 중 하나인 파크리탁셀에 대한 내성을 가지는 과정에서 표적 치료제인 ‘EGFR-TKI’에도 교차저항을 갖는 현상을 발견했고, 1차 약물에 대한 적응과정에서 암세포가 줄기세포화 해 전혀 다른 표적 치료제인 2차 약물에 저항을 가진다는 현상도 확인했다.

이러한 줄기세포화로 인해 포도당 부족에 의한 대사 스트레스 상황에서 암세포는 죽지 않고 활동휴지 상태로 전환되며, 약물에 반응하지 않다가 약물이 없어지고 영양분이 공급되면 다시 빠르게 증식했다.

세포자살을 주관하는 아포토시스(apoptosis) 신호체계 주요 인자인 ‘FOXO3a’가 세포자살을 유도하지 않고, 오히려 세포사멸을 억제하는 방향으로 유전자 기능이 변화해 세포가 약물을 극복할 수 있게 했다.

연구팀은 이러한 교차저항 세포의 특성을 실제 파크리탁셀 약물을 투여받은 유방암 환자의 검사대상물을 활용해 검증, 파크리탁셀에 저항을 갖는 재발환자 암 조직에서 FOXO3a 유전자의 발현이 증가돼 연구의 임상적 의미를 더했다.

또한 FOXO3a 발현을 억제하면 세포가 파크리탁셀과 EGFR-TKI의 저항성을 잃게 돼 교차저항 세포를 극복할 수 있을 것이라는 새 방향을 제시했으며, 이러한 교차저항 특성 및 기전은 효과적인 암 약물치료 전략을 개발하는데 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.

마크 보리스 연구원은 “이 연구가 파크리탁셀과 EGFR-TKI뿐 아니라 다른 약물에 대한 내성 기전 연구에 돌파구를 제시할 수 있을 것으로 기대한다”며 “암 극복에 효과적인 치료 전략을 개발하는데 적용될 것”이라고 했다.