암 줄기세포를 죽이는 잘 알려진 약물

캐나다 과학자들이 암 줄기세포를 표적으로 하는 약물을 찾는 새로운 방법을 개발했습니다. 이 방법으로 얻은 첫 번째 성공적인 결과는 조현병 치료제로 잘 알려진 약물입니다. 이 약물은 암세포를 사멸시킬 수도 있는 것으로 밝혀졌습니다. 실험실 실험에서 이 약물은 정상 혈액 줄기세포에는 해를 끼치지 않고 백혈병 전구세포를 파괴했습니다. 이는 의사들이 백혈병의 재발을 막는 치료법을 개발할 수 있음을 의미합니다.

수술, 항암 화학요법, 방사선 치료로 종양 세포를 제거할 수 있지만, 암은 수개월 또는 수년 후에 재발하는 경우가 많습니다. 오늘날 과학자들은 재발의 원인이 항암 화학요법과 방사선에 내성을 갖고 체내에 남아 있는 소위 암 줄기세포라고 생각합니다. 줄기세포가 여러 유형의 암의 원인이라는 이론은 이미 15년이나 되었습니다. 1997년, 캐나다 과학자들이 일부 유형의 백혈병에서 암 줄기세포를 처음 발견했습니다. 그 이후로 유방암, 뇌암, 폐암, 위장관암, 전립선암, 난소암에서도 암 줄기세포가 발견되었습니다.

많은 과학자들은 이러한 유형의 암에 대한 최적의 치료법은 기존 항암제와 암 줄기세포를 표적으로 하는 약물을 병용하는 것이라고 생각합니다. 하지만 이러한 세포는 체내에서 매우 드물고 실험실에서 배양하기도 어렵기 때문에, 그러한 약물은 거의 발견되지 않았으며, 임상에서 사용되는 약물도 없습니다.

몇 년 전, 맥마스터 대학교의 믹 바티아 박사 연구팀은 암 줄기세포의 특성을 일부 지닌 여러 줄기세포(배아 또는 재프로그램된 성체 세포에서 유래한 세포로, 어떤 종류의 특수 조직으로도 분화될 수 있음)를 발견했습니다. 이 줄기세포들의 세포들은 더 특수화된 세포로 분화되지 않고 분열만 하고 있었습니다.

바티아 박사와 동료들이 최근 Cell 저널에 발표한 최신 연구의 목표는 화학물질을 사용하여 암 줄기세포가 정상 세포로 분화, 즉 성숙되도록 유도하고, 비정상적 분열을 멈추고 자연사하도록 하는 것이었습니다. 연구진은 이것이 암 줄기세포를 완전히 죽이는 것보다 독성이 덜한 제거 방법이라고 생각합니다.

연구진은 이미 승인된 약물을 포함하여 수백 가지 화합물을 검토한 후, 요구 사항을 충족하는 몇 가지 화합물을 찾아냈습니다. 이러한 화학 물질은 신체에 필요한 정상적인 줄기세포를 손상시키지 않고 다능성 줄기세포가 분화되도록 했습니다.

가장 강력한 화합물 중 하나는 조현병 치료에 사용되는 항정신병제인 티오리다진이었습니다. 티오리다진은 또한 환자에게서 채취한 급성 골수성 백혈병(AML) 줄기세포의 성장을 차단했습니다. 또한, 이러한 줄기세포 주입으로 인해 발생한 백혈병 마우스에서 AML 줄기세포의 수를 감소시켰습니다. 모든 경우에서 정상 혈액 줄기세포는 건강하게 유지되었습니다. AML 치료에 사용되는 표준 약물인 티오리다진과 병용 투여 시, 시험관 내(in vitro)에서 AML 줄기세포에 대한 활성이 약물 단독 투여 시보다 55배 더 높았습니다.

과학자들은 표준 약물을 이용한 단일 요법에 저항하는 AML 환자 15명을 대상으로 이 조합에 대한 임상 시험을 실시할 계획입니다.

"이 약이 승인되었고 이처럼 상승효과를 보였으므로, 바로 환자 임상 시험에 들어가고 싶습니다."라고 맥마스터 줄기세포 및 암 연구소의 과학 책임자인 바티아 박사가 말했습니다.

맥마스터 대학교에서 개발한 검색 엔진은 신생물성 인간 만능줄기세포(hPSC)와 정상 인간 만능줄기세포(hPSC)를 구분하는 데 사용되었으며, 알려진 화합물 데이터베이스에서 암줄기세포(CSC)의 자가재생 능력을 억제하고 분화를 유도하는 소분자들을 찾아냈습니다. 이미 확보된 결과는 암줄기세포를 표적으로 하는 약물을 찾는 데 있어 신생물성 hPSC의 가치를 보여주며, 암줄기세포 분화를 치료 전략으로 활용하는 것을 고려할 수 있게 해 줍니다.

이 연구는 매우 흥미로운 발견을 이루었습니다. 신경전달물질인 도파민 수용체를 차단하는 티오리다진은 백혈병 줄기세포의 이러한 수용체도 차단하는 것으로 보입니다. 바티아 박사에 따르면, 암 줄기세포에 도파민 수용체가 있다는 사실은 아무도 몰랐습니다. 도파민 수용체는 일반적으로 신경 신호 전달과 관련이 있으며 주로 뇌에서 발견됩니다. 하지만 그의 연구팀은 급성 골수성 백혈병(AML)뿐만 아니라 유방암 줄기세포에서도 이 수용체를 발견했습니다. 바티아 박사는 혈액이나 조직 샘플에서 도파민 수용체의 양을 평가하는 검사가 이러한 유형의 암에 대한 조기 진단 및 예후 지표가 될 수 있을 것으로 기대합니다.

바티아 박사의 동료들은 그의 연구 결과에 대해 어느 정도 과학적 회의론을 가지고 접근했습니다. 예를 들어, 온타리오 암 연구소의 종양학자 토마스 허드슨은 도파민 수용체가 세포를 암 줄기세포로 변형시키는 기전에 대해 더 자세히 알고 싶어 합니다. 또한 미국 화이트헤드 생물의학 연구소에서 암을 연구하며 암 줄기세포를 표적으로 하는 약물을 찾기 위해 다른 세포 시스템을 사용하는 생물학자 피유시 굽타는 만능 줄기세포가 암의 모방으로 간주될 수 없다고 생각합니다. 그럼에도 불구하고 그는 백혈병 모델에서 얻은 결과가 충분히 설득력이 있다는 것을 인정해야 합니다.

바티아 박사 팀의 다음 단계는 다른 유형의 암에서 티오리다진의 효과를 평가하는 것입니다. 또한 티오리다진과 함께 확인된 여러 약물의 효능을 더욱 면밀히 검토할 것입니다. 앞으로 다른 학계 및 산업계와 협력하여 수천 개의 화합물을 분석할 예정입니다. 바티아 박사는 모든 파트너의 목표는 독특한 약물을 발견하고 암 치료 전략을 변화시키는 것이라고 말합니다.

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