암세포, 정상세포로 되돌렸다…의사들 통념 깨뜨린 과학자

머니투데이

김인한 기자

암세포. / 사진=게티이미지뱅크

한국인은 기대수명(83세)까지 생존할 경우, 남자는 5명 중 2명(39.8%) 여자는 3명 중 1명(34.2%)이 암에 걸린다. 우리나라 사망원인 1위는 암이다. 통계청이 1983년 집계를 시작한 이래 40년 가까이 부동의 1위다. 암 발병은 곧 죽음이라는 등식이 성립하는 이유다.

5일 과학계에 따르면 카이스트(KAIST) 연구진이 암 치료에 일대 혁명을 일으키고 있다. 대다수 과학자들이 암세포만을 특이적으로 표적하는 항암 치료제를 개발할 때, KAIST 연구진은 발상을 전환했다. 암세포를 죽이지 않고, 정상 세포로 변환하는 새로운 접근법이다.

조광현 KAIST 바이오및뇌공학과 교수 연구팀은 10년 가까이 연구한 끝에 실험실 단위에서 암세포를 정상세포로 되돌리는 데 성공했다. 연구팀은 대장암·유방암 세포를 치료 가능한 정상세포로 변환하는 기전을 국제학술지 분자암연구(Molecular Cancer Research)와 암연구(Cancer Research) 등에 게재했다.

세포 되돌릴 수 없다는 의사들 통념, 과학자가 뒤집었다

조광현 KAIST 바이오및뇌공학과 교수. / 사진제공=KAIST

의학계에선 암은 유전자 돌연변이로 발생한다고 알려졌다. 암세포 자체를 정상세포로 되돌릴 수 없다고 봤다. 전 세계 암 연구자들이 암을 유발하는 특정 유전자를 찾아내는 방식으로 항암제를 개발해온 이유다.

그러나 조 교수 연구팀은 생명현상이 단일 인자에 의한 것이 아니라, 복합적인 상호작용으로 일어난다고 봤다. 연구팀은 생물학에 대규모 컴퓨터 시뮬레이션, 수학 모델링 등을 융합해 시스템 관점으로 암에 접근했다.

그 결과, 연구팀은 암 발생 과정에서 임계전이 현상이 일어나는 사실을 최초 규명했다. 임계전이 현상이란 물이 100도라는 임계점에서 액체가 기체로 전이되듯, 암도 유전자 돌연변이를 거듭해 임계점에 도달할 때 암으로 전이된다는 사실이다. 임계점 전까진 유전자 돌연변이가 있어도 암에 걸리지 않는다는 것이다.

연구팀은 대장암·유방암 세포를 정상 세포로 변환시킬 수 있는 핵심 인자들을 대거 발견했다. 대규모 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 약 2만여개 유전자의 상호작용으로 세포 기능을 모두 분석한 결과다.

암을 당뇨·고혈압처럼 만성질환 시대로?

현재 항암치료는 암세포를 공격해 증식을 억제하는 방식이다. 항암제 내성과 골수 기능장애, 무기력 등 부작용을 일으킨다. 하지만 KAIST 연구진이 실험실 단위에서 규명한 연구 결과가 임상시험으로 입증될 경우, 암을 당뇨·고혈압처럼 만성질환으로 관리할 수 있다.

조광현 교수는 "그동안 암은 유전자 변이 축적에 의한 현상이므로 되돌릴 수 없다고 여겨졌으나 이를 정상세포로 되돌릴 수 있다는 사실을 규명한 것"이라며 "이 연구는 암을 당뇨나 고혈압과 같은 만성질환으로 잘 관리할 수 있도록 하는 새로운 항암치료 전략을 제시했다"고 말했다.

연구팀은 10년 가까이 연구를 진행해오면서 슈퍼컴퓨터 등 연구 인프라를 확보하고 있다. 연구팀은 향후 다양한 암에서 현재 항암치료가 지닌 부작용과 한계를 극복해갈 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이를 위해 기술을 검증하는 임상시험을 추진 중이다.