아주대병원 김철호 교수팀

아주대병원 이비인후과 김철호(사진) 교수팀이 난치성 혈액암 중 만성골수성백혈병과 관련해 플라즈마를 활용한 치료 가능성을 새롭게 확인했다.

김철호 교수 연구팀이 이번에 활용한 플라즈마는 고체, 액체, 기체의 상태가 아닌 ‘물질의 4번째 상태’로 기체를 더 높은 온도로 가열해 원자핵과 전자가 분리되어 균일하게 존재하는 상태다.

플라즈마의 임상의학 적용으로 가장 주목받는 영역은 암 치료 부분이다.

플라즈마가 암조직에만 특이적으로 작용하고, 부작용이 거의 없어 안전하다는 장점 때문이다.

연구팀은 플라즈마 활성수를 활용한 결과, 플라즈마가 다양한 백혈병 세포에서 세포소기관, 라이소좀(세포의 불필요한 물질들을 분해하는 세포 내 소기관)의 활성을 저해하고, 세포 주기 진행과 성장을 결정하는 mTOR 단백을 효과적으로 감소시켜 세포사멸을 유도하는 세부과정을 규명했다.

규명을 통해 플라즈마가 다양한 백혈병 세포에서 발현이 억제되어 있는 ‘RNF126 단백질’의 발현을 촉진시킴으로써, mTOR 단백의 유비퀴틴화를 유도하여 효과적인 분해를 유발시킴을 확인했다.

특히 백혈병 환자에서 보이는 mTOR 경로의 활성화는 약물 내성 및 불량한 예후를 동반한다.

이에 mTOR 억제제는 3세대까지 연구됐으나, 아직 약물 내성 극복 및 최소한의 독성으로 상당한 효능을 발휘하는 가장 적합한 억제제를 찾기 위한 노력이 계속되고 있다.

이러한 가운데 연구팀은 플라즈마가 백혈병 세포에서 효과적인 mTOR의 단백 분해를 유발하지만, 정상 생쥐 모델에서 급성 독성 또는 체중 감소와 같은 유해한 부작용이 나타나지 않음을 확인했다고 밝혀 주목된다.

만성골수성백혈병은 2001년 1세대 표적항암제인 이마티닙(Imatinib, Gleevec) 도입 이후 생존기간이 획기적으로 늘어났지만, 내성을 가진 환자가 증가하면서 이를 극복하기 위해 4세대 표적항암제까지 개발됐다.

최근에는 4세대 애시미닙(Asciminib)과 3세대 이하 표적항암제의 병용요법을 통해 약을 끊어도 재발하지 않는 환자 비율을 높이는 등 완치 가능성을 높이는 연구가 진행 중이다.

김철호 교수는 “이번 연구는 난치성 혈액암에서 플라즈마를 활용한 새로운 치료법을 제시함으로써 난치성 혈액암의 치료에 대한 기대를 더욱 높였다는 데 의의가 있다”고 말했다.

이어 “플라즈마가 갖고 있는 암조직에만 반응하고, 부작용이 거의 없다는 장점 때문에 앞으로도 기존 표적항암제와의 병용요법에 관한 연구 및 백혈병 화학요법 내성 환자에서 플라즈마 기반 의료기기의 활용 가능성이 높아질 것으로 기대된다”고 전했다.

한편 이번 연구는 지난 3월 2일자 생물학 분야 국제학술지 ‘Cells’ 온라인판에 ‘저온 플라즈마가 mTOR 유비퀴틴화를 통해 항백혈병 효능을 유도(Non-Thermal Plasma Induces Antileukemic Effect Through mTOR Ubiquitination)’이란 제목으로 게재됐으며, 과학기술정보통신부·한국연구재단 개인연구지원사업(중견연구) 지원으로 수행됐다.

/신연경기자 shinyk@