암 돌연변이 겨냥한 맞춤형 유전자 가위

암세포에만 나타나는 DNA 돌연변이를 골라 절단하고 정상 세포는 피하도록 설계한 차세대 항암 기술이 개발되고 있다. 기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단은 지난 10일 크리스퍼-캐스9 유전자 가위를 활용한 ‘신델라(CINDELA)’의 연구 현황을 공개했다. 특정 유전자 변이가 있는 암에 사용 범위가 제한되는 기존 표적 항암제와 달리 여러 암종으로 확장할 가능성을 지닌 기술이다.

신델라는 암세포가 돌연변이 과정에서 새로 만든 DNA 염기서열을 표적으로 삼아 유전자 가위로 자르고, 그 결과 암세포를 사멸시키는 방식이다. 정상 세포에는 해당 표적 서열이 없어 영향을 받지 않도록 했다. 명경재 연구단장은 대장암과 유방암, 혈액암을 포함한 10종 이상의 암에서 사멸 효과를 확인했다. 암을 이식한 생쥐에서는 종양 성장이 억제됐고, 최근 생쥐의 간에 만든 암에 투여한 실험에서도 종양 크기가 감소했다.

기존 항암제와 방사선 치료는 암세포를 제거하는 과정에서 정상 세포까지 손상시켜 탈모와 설사, 면역 저하 등의 부작용을 일으킬 수 있다. 표적 항암제는 정상 세포에 가해지는 영향을 줄이지만 특정 유전자 변이를 지닌 암에만 적용되는 경우가 많다. 신델라는 암세포에 정상 세포보다 많은 돌연변이가 생긴다는 점을 활용한다. 환자의 암 조직과 정상 세포 DNA를 비교해 암에만 존재하는 돌연변이를 찾은 뒤 이를 절단할 맞춤형 유전자 가위를 설계하는 것이 최종 목표다.

연구단은 유전체 분석과 설계 과정을 자동화하면 환자별 치료제 제작을 한 달 안에 마칠 수 있을 것으로 보고 있다. 실제 치료제로 이어지려면 유전자 가위를 체내 암세포에 정확하고 충분하게 전달하고 안전성을 확보해야 한다. 현재 코로나19 mRNA 백신에 사용된 지질나노입자(LNP)에 유전자 가위 단백질과 RNA를 담는 방식을 시험 중이다. 환자마다 표적 안내 RNA를 따로 제작해야 하는 문제에 대응해 여러 환자에게 공통으로 나타나는 돌연변이용 치료제를 미리 만드는 연구도 진행하고 있다. 기술은 국내 바이오 스타트업에 이전돼 전임상 진입을 준비 중이며, 임상 활용까지는 5~10년가량이 예상된다.