오가노이드로 몸 밖에서 난치성 뇌종양 치료반응 미리 예측

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 가장 흔한 악성 뇌종양인 동시에 가장 치료가 어려운 암으로 꼽히는 교모세포종 환자의 항암제 반응을 예측하고 개인화된 치료 전략까지 탐색할 수 있는 정밀의료 플랫폼이 개발됐다.

한국연구재단은 한국과학기술원(KAIST) 윤기준 교수, 충남대 김경환·김남식 교수, 아산병원 장세진 교수 공동연구팀이 환자 유래 교모세포종 오가노이드(GBO)를 활용해 항암제 반응을 예측하고, 항암제 저항성을 가진 환자에 대한 대체 치료 전략을 제시했다고 18일 밝혔다.

오가노이드는 줄기세포나 환자 조직으로부터 체외에서 배양해 만든 장기 유사체다. 실제 종양의 특성을 체외에서 재현할 수 있어 정밀의료 플랫폼으로 주목받고 있다.

교모세포종은 환자마다 유전적·생물학적 특성이 다양해 표준치료인 테모졸로마이드 항암 치료에도 재발이 잦고 평균 생존 기간이 1년에 불과하다. 환자마다 동일한 치료에 대한 반응이 매우 다양해 환자별 치료 반응을 예측하고 맞춤형 치료 전략을 수립하는 것이 중요한 과제로 꼽힌다.

이에 환자 종양 특성을 체외에서 재현하는 오가노이드 기반 항암제 반응 예측 및 정밀의료 플랫폼 연구가 대안으로 떠올랐다.

공동연구팀은 교모세포종 환자의 수술 검체로 오가노이드를 구축하고 바이오뱅킹(자원화)했다. 구축된 GBO는 원래 종양의 조직학적 특징은 물론 유전체·전사체 특성을 안정적으로 보존했다.

18개 GBO 라인의 테모졸로마이드 약물감수성 검사 결과를 환자의 임상 경과와 비교한 결과, GBO의 약물 반응성은 환자의 무병진행생존기간과 높은 상관관계를 보였다. 현재 사용되는 임상 예측인자(MGMT 메틸화)보다 치료 반응을 정확히 예측했다.

특히 미국식품의약국(FDA) 승인 약물 스크리닝을 통해 대체 항암제들의 항종양 효과를 확인하고 치료 후보로서의 가능성을 최초로 제시했다.

이번 연구는 오가노이드 기반 기능검사로 항암제 저항성을 직접 평가해 환자 맞춤형 치료 가능성을 입증한 데 의의가 있다고 연구팀은 설명했다. 국내 최대 규모의 바이오뱅크를 구축해 신약 탐색 등 중개연구를 가속화하고, 차세대 암 치료 연구의 핵심 플랫폼으로 활용될 것으로 기대된다.

윤 교수는 "현재 100명 이상의 환자 유래 오가노이드를 추가 확보하고 있으며, 혈관과 면역세포 상호작용을 구현하는 복합 오가노이드 모델도 개발 중"이라고 말했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오·의료기술개발사업의 융합기반 첨단의료 원천기술개발사업 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 의학분야 국제학술지 셀 리포츠 메디슨(Cell Reports Medicine)에 게재됐다.

jongseo12@news1.kr