【미 미시시피주 잭슨】 미시시피대학 의료센터(UMC)생화학의 Brad Chaires교수팀은 대부분의 항암제에 대해 내성을 보이는 암세포를 사멸시키는 새로운 분자를 개발했다고 발표했다.
이것은 DNA의 규조를 변화시키는 최초의 소분자이며 WP900이라고 명명됐다.
이 발견에 의해 기존의 약제로는 치료가 불가능했던 암을 극복하기 위한 신약개발의 가능성이 나오게 됐다. 그러나 이 교수는 『아직 멀었다. 이 연구에 기초한 약제를 암환자가 이용할 수 있게되기까지는 10년 걸린다. 나는 기초과학자로 실험을 즐기며 기존의 분자를 바꾸어 새로운 분자를 만드는 방법을 연구 중』이라고 말했다.
지금까지 소분자는 단백질의 구조를 변화시킬 수는 있어도 DNA의 구조를 변화시키지는 못한다고 생각됐었다.
DNA는 모든 세포 중에 있는 견고하게 둘러싸인 암호로 전체 세포의 설계도, 즉 생명의 설계도이다.
Chaires교수팀이 발표한 논문에 대해 전문가는 이렇게 논평하고 있다.
캐임브리지대학 약리학 Michael Warnin교수는 이 논문을 제1급의 중요성을 가진 것이라고 인정하고 1950년대에 Watson과 Crick이 해명한 DNA의 최초 개념에 대한 과학적 도전이라는 역사적 배경에 두었다.
Chaires교수는 이번 논문으로 높이 평가 받았다. 새로운 분자가 DNA의 구조를 어떻게 변화시키는지를 증명하는데 이용된 물리화학의 설명 중에서 Warning교수는 『이 논문을 지지하며 또 Chaires연구실의 특징이라고도 할 수 있는 열역학의 원리를 정확히 이해하고 적용했다』고 평가했다.
UMC생화학부 Mark Olson부장은 이 칭찬은 당연한 것이라며 『Chaires교수는 창조적인 정신을 가졌을뿐만 아니라 다른 분야의 전문가 협력을 모으는 독특한 능력도 갖고 있다. 이러한 능력은 매우 전문화된 시대에 과학적 발전에 필요한 것』이라고 말했다.
자신들의 연구를 분자공학을 가르치는 Chaires교수가 분자 설계를 담당하고 MD앤더슨 암센터(텍사스주 휴스턴) 공동연구자이고 약품화학분야인 Waldemar Pribe교수 등이 그 분자를 만들었다.
또 루이빌대학(켄터키주 루이빌) John O. Trent박사도 연구파트너다. 이 박사는 컴퓨터과학자로서 복잡한 컴퓨터프로그램을 이용항 약제-DNA복합체의 실제적인 구조 모델을 작성했다.
다우노루비신의 경상체
WP900은 항암제로서 현재 자주 이용되는 다우노루비신(daunorubicin)을 변형시킨 것이다.
Chaires교수는 『WP900는 실제로 다우노루비신의 미러 이미지(경상체)』라고 말했다. 이 분자는 설계자인 Waldemar Priebe교수)의 이니셜과 그 개발번호로 명명됐다. WP900은 Priebe교수가 합성한 900번째의 분자라는 뜻이다.
원래의 다이노루비신은 토양속의 미생물이 생산하는 천연물이다. 미러이미지와 마찬가지로 다우노루비신은 거울의 한쪽 면에 불과하다. Chaires교수에 따르면, 다우노루비신은 왼쪽으로 감기는 나선의 DNA를 선호한다고 한다. 「왼쪽으로 감긴 DNA」는 우측 방향으로 선회하는 이중나선의 일부다.
DNA의 대부분은 「왼쪽감기」이지만 일부는 왼쪽 방향으로 나선을 보이고 있다. 새로운 분자 WP900은 왼쪽감기DNA를 선택하고 DNA의 구조를 왼쪽감기로 변화시킨다.
동교수는 새로운 분자는 DNA구조를 변화시킴으로써 암, 특히 다른 항암제에 내성을 보이는 암세포를 사멸시키는 것으로 보인다.
동교수팀은 다우노루비신에 관한 이전의 연구에 관한 특허를 1999년에 취득했다. 이 연구에서는 연구자들 (동교수가 제안, Priebe교수가 실시)는 2개의 다우노루비신분자를 결합시켜 암세포의 DNA에 대한 결합능을 강화시켰다. 실제로 WP631 또는 비스 다우노루비신이라는 1999년의 분자는 원래의 다우노루비신에 비해 몇백만배나 확실하게 DNA와 결합했다.
시작은 기존약제 연구부터
금후의 연구에서 항암제가 개발된다면 암치료에서 최악의 부분을 피할 수 있게 된다.
암세포의 DNA에 완전히 침입할 수 있는 약제는 현재의 다우노루비신에 비해 매우 소량을 투여하면 좋기 때문에 현재의 화학요법의 부작용을 크게줄일 수 있다.
WP631은 미국립암연구소(NCI)의 연구에 의해 멜라노마배양세포를 사멸시키는 능력을 가진 것으로 증명됐다.
멜라노마는 종종 생명을 위협하는 암으로 피부에 나타나는 전신에 급속하게 확산된다.
Chaires교수는 과거 20~30년간 다우노루비신 및 그 안트라사이클린계의 유사체인 독소루비신, 아드리아마이신에 대해 연구해 왔다. 『임상에서 이용되고 있지만 그 작용에 대해서는 알 수 없는 화합물을 연구했다』고 말하고 있으나 그것은 모두 동교수가 말하는 『합리적인 약제 디자인』의 일부다.
동교수는 『현재의 약제가 어떻게 작용하는지를 이해한 다음 신약개발의 모델로서 이용할 수 있을지 여부를 생각하고 있다』고 말했다.