연구자들이 화학 요법으로 암세포를 죽이는 새로운 경로를 발견했습니다.

화학요법은 암세포를 파괴합니다. 하지만 이 세포들이 죽는 방식은 이전에 알려진 것과는 다른 것으로 보입니다. 티인 브루멜캄프가 이끄는 네덜란드 암연구소 연구진은 Schlafen11 유전자를 통해 암세포가 완전히 새로운 방식으로 죽는다는 것을 발견했습니다.

"이것은 매우 예상치 못한 발견입니다. 암 환자들은 거의 한 세기 동안 화학 요법으로 치료받아 왔지만, 이러한 세포 사멸 경로는 이전에 관찰된 적이 없습니다. 환자에게서 이러한 현상이 언제, 어디에서 발생하는지는 추가 연구가 필요합니다. 이 발견은 궁극적으로 암 환자 치료에 중요한 의미를 가질 수 있습니다." 연구진은 이 연구 결과를 Science 저널 에 발표했습니다.

많은 암 치료법이 세포의 DNA를 손상시킵니다. 돌이킬 수 없는 손상이 너무 심해지면 세포는 스스로 죽음을 시작할 수 있습니다. 학교 생물 시간에는 p53이라는 단백질이 이 과정을 조절한다고 배웁니다. p53은 손상된 DNA를 복구하지만, 손상이 너무 심해지면 세포 자살을 유발합니다. 이를 통해 세포가 통제 불능으로 분열하여 암을 유발하는 것을 방지합니다.

놀라움: 답이 없는 질문

완벽한 시스템처럼 들리지만, 현실은 훨씬 더 복잡합니다. "종양의 절반 이상에서 p53이 더 이상 기능하지 않습니다."라고 브루멜캠프는 말합니다. "핵심인 p53은 아무런 역할도 하지 않습니다. 그렇다면 화학요법이나 방사선 치료로 DNA를 손상시켰을 때 p53이 없는 암세포는 왜 여전히 죽을까요? 놀랍게도 이 질문에 대한 답은 나오지 않았습니다."

그의 연구팀은 동료 레부에나 아가미의 연구팀과 함께 DNA 손상 후 세포가 사멸하는, 이전에는 알려지지 않았던 방식을 발견했습니다. 연구실에서 그들은 DNA를 정교하게 변형한 세포에 화학 요법제를 주입했습니다. 브루멜캠프는 "우리는 세포가 화학 요법에서 살아남을 수 있도록 하는 유전적 변화를 찾고 있었습니다. 우리 연구팀은 유전자를 선택적으로 불능화하는 데 풍부한 경험을 가지고 있으며, 이를 여기서 충분히 활용할 수 있을 것입니다."라고 말했습니다.

세포 사멸의 새로운 주요 요인, 유전자를 차단함으로써 연구팀은 Schlafen11(SLFN11) 유전자가 주도하는 새로운 세포 사멸 경로를 발견했습니다. 책임 연구원인 니콜라스 분은 "DNA가 손상되면 SLFN11은 세포의 단백질 공장인 리보솜의 작동을 중단시킵니다. 이는 세포에 엄청난 스트레스를 가하여 세포 사멸을 초래합니다. 우리가 발견한 새로운 경로는 p53을 완전히 우회합니다."라고 말했습니다.

SLFN11 유전자는 암 연구에 새로운 것이 아닙니다. 브루멜캠프는 항암 화학요법에 반응하지 않는 환자의 종양에서는 종종 불활성화된다고 말합니다. "이제 이러한 연관성을 설명할 수 있습니다. 세포에 SLFN11이 결핍되면 DNA 손상에 대한 반응으로 이런 식으로 사멸하지 않습니다. 세포는 생존하고 암은 계속 진행됩니다."

암 치료에 미치는 영향

브루멜캠프는 "이번 발견은 기초 연구에서 흔히 볼 수 있는 많은 새로운 연구 질문을 던져준다"고 말했다.

"연구실에서 배양된 암세포에서 이 발견을 입증했지만, 여전히 많은 중요한 의문점이 남아 있습니다. 이 경로는 환자의 어디에서 언제 발생하는가? 면역요법이나 항암화학요법에 어떤 영향을 미치는가? 암 치료의 부작용에 영향을 미치는가? 만약 이러한 형태의 세포 사멸이 환자에게도 유의미한 것으로 밝혀진다면, 이 발견은 암 치료에 중요한 의미를 갖게 될 것입니다. 이러한 의문점들은 앞으로 더 탐구해야 할 중요한 질문들입니다."

유전자를 하나씩 끄기 인간은 수천 개의 유전자를 가지고 있으며, 그중 많은 유전자의 기능은 아직 우리에게 명확하게 밝혀지지 않았습니다. 연구원 브루멜캠프는 유전자의 역할을 규명하기 위해 반수체 세포를 이용하는 방법을 개발했습니다. 이 세포들은 각 유전자의 사본을 하나만 가지고 있는데, 이는 우리 몸의 정상 세포가 두 개의 사본을 가지고 있는 것과는 다릅니다. 유전 실험에서 두 개의 사본을 다루는 것은 어려울 수 있는데, 이는 변화(돌연변이)가 종종 두 개의 사본 중 하나에서만 발생하기 때문입니다. 이로 인해 이러한 돌연변이의 영향을 관찰하기가 어렵습니다.

브루멜캠프는 다른 연구자들과 함께 이 다재다능한 방법을 이용하여 질병에 필수적인 과정들을 수년간 밝혀냈습니다. 예를 들어, 그의 연구팀은 최근 세포가 이전에 알려진 것과는 다른 방식으로 지질을 생성할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

그들은 치명적인 에볼라 바이러스를 포함한 특정 바이러스가 어떻게 인간 세포에 침투하는지 밝혀냈습니다. 또한 특정 치료법에 대한 암세포의 저항성을 심층적으로 연구하고, 면역 체계에 제동을 거는 단백질을 발견하여 암 면역 치료에 시사점을 제공했습니다.

최근 몇 년 동안 그의 팀은 40년 동안 알려지지 않았던 두 가지 효소를 발견했는데, 이는 근육 기능과 뇌 발달에 필수적인 것으로 밝혀졌습니다.