스위스 로잔공과대학교(EPFL)와 싱가포르 난양기술대학(NTU)의 연구진은 특정 항암제와 특정 항류마티스제를 병용했을 때 암 세포에 대한 치료효과가 개선된다는 점을 발견했다. 이번 발견은 약물 상승작용을 위한 새로운 연구방향을 제시한다.
약리학 연구의 목표 중 하나는 약물 부작용을 최소화하면서 약물 사용의 효율성을 높일 수 있는 방법을 찾는 것이다. 최근에는 서로 관련이 없는 약물을 병용해 상승효과를 이끌어내는 치료법이 주로 연구되고 있다. 이러한 상승작용은 각 약물들의 생물학적 경로 간 상호작용에 달려있다.
EPFL과 NTU의 과학자들에 의하면 항암제와 항류마티스제 간의 상승작용이 암 세포 사멸 능력을 개선시킬 수 있는 것으로 나타났다. 이 연구결과는 세계적 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다.
EPFL의 폴 다이슨 및 우르술라 뢰틀리스베르거 실험실은 NTU의 커티스 데이비 실험실과 협력해 류마티스 관절염 증상 완화를 위해 사용되는 금함유 약물 오라노핀(auranofin, Ridaura)과 종양 성장 및 전이를 방해하면서 화학요법의 부작용을 줄이는 루테늄(ruthenium) 포함 항암제 RAPTA-T의 상승작용을 연구했다.
두 약물이 서로 다른 질환에 사용되기는 하지만 오라노핀은 최근 암에 대한 유효성이 발견된 바 있다. 이유는 약물이 특정 분자의 한 부분하고만 결합하는 것이 아니라 같은 분자 내 다른 부분이나 다른 분자와도 결합해 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
일례로 수용체와 결합해 활성화시키는 약물은 효소와 결합해 억제할 가능성도 있다. 이러한 상호작용은 약물 부작용을 유발하는 원인이지만 생산적인 측면에서 상승효과를 발생시키기도 한다.
연구팀은 암 세포 내 포장된(packaged) DNA에서 상승효과를 살펴봤다. 세포의 긴 DNA 가닥은 대부분의 시간 동안 히스톤이라는 단백질에 감겨 있다가 특정 염기서열이 필요할 때 풀림이 일어난다.
이 연구에서는 두 약물을 병용했을 때 암 세포 사멸 효과가 증가하지만 개별적으로 사용할 경우에는 세포생존율에 대한 영향이 낮은 것으로 확인됐다.
RAPTA-T를 투여했을 때 DNA를 포장하는 히스톤 단백질에 대한 부가물이 형성되는데 이러한 부가물은 DNA 정상기능을 방해하고 세포 사멸을 유발한다. 이에 비해 오라노핀은 두 약물을 함께 사용하지 않는 한 부가물을 형성시킬 가능성이 낮다.
연구진은 포장된 DNA가 포함돼 있는 뉴클레오솜 내 알로스테릭(allosteric) 작용기전을 통해 오라노핀 결합이 일어난다는 점을 찾아냈으며 RAPTA-T가 다른 약물이 관계없는 히스톤 부위와 결합해 히스톤 부가물을 형성시키는 것을 돕는다는 점을 알아냈다.
연구 저자는 새로운 발견된 알로스테릭 기전에 대해 뉴클레오솜 내 알로스테릭 조절 방법이 치료적 개입을 위한 생물학적 타당성과 잠재성이 있을 수 있다는 것을 보여준다고 결론 내렸다.
