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미국 듀크대학 연구팀이 유전자 조작한 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella typhimurium)을 이용해 완쾌시키기 어려운 악성 뇌종양 중 악성뇌교종을 치료할 수 있는 방법을 개발했다고 발표했다. 살모넬라 티피뮤리움은 말 그대로 살모넬라 속 중에서도 주로 쥐를 숙주로 삼는 장티푸스균의 일종이다.
악성뇌교종, 교아종(glioblastoma)은 뇌종양 중에서도 가장 악성 종양으로 불린다. 진행이 상당히 빠른 게 특징이어서 몇 주 만에 병세가 크게 악화될 수 있다. 종양이라고 하면 가장 가능성이 높은 건 외과적 제거를 통한 치료 방법이다.
하지만 악성뇌교종은 침윤성증식, 그러니까 수분이 스며들 듯 침투해 정상 세포와의 경계를 파악하는 게 곤란하다. 따라서 수술로 완전 제거하는 건 거의 불가능하다. 연구팀 설명에 따르면 치료 후 5년 생존률도 10% 미만 밖에 없고 발견 후 평균 수명은 15개월에 불과하다.
또 뇌에 보내지는 혈액은 체내 필터 장치에 의해 이물질이나 약품이 통하지 않는 구조로 이뤄져 있다. 뇌종양 항암제나 방사선 치료가 어려운 이유도 여기에 있다.
연구팀은 악성뇌교종을 해소하기 위해 살모넬라 티피뮤리움에 유전자 조작을 실시해 무해화했다. 또 퓨린(Purine)이라는 효소는 악성뇌교종에 많이 포함되어 있기 때문에 살모넬라 티피뮤리움은 뇌종양으로 유도해 이곳에서 증식하게 된다.
살모넬라 티피뮤리움은 또 세포의 자기 파괴를 촉진시키는 아주리안(Azurian) 단백질과 p53이라는 화학물을 만들도록 했다. 이들은 저산소 상황에서 많이 생성되는데 종양에 효과적으로 작용한다. 이를 통해 대량으로 살모넬라 티피뮤리움을 안고 종양 세포가 자멸하도록 한 것이다.
연구팀은 외과적으로 제거가 어려운 종양에 주입, 원하는 작용을 세균이 하도록 하는 설계 작업이라고 할 수 있다면서 역할을 마치면 박테리아 기능을 정지하기 때문에 면역상으로도 악영향을 일으키지 않는다고 밝혔다. 실험에선 박테리아가 효과적으로 식량, 그러니까 악성 종양을 소비한 다음 자연스럽게 사라졌다고 설명하고 있다.
실험용 쥐를 이용한 실험에서도 치료에 이용한 개체 중 20%가 100일, 그러니까 인간으로 환산하면 10년 동안 생존했다고 한다. 물론 인간에게서 똑같은 효과를 얻을 수 있는지 여부는 앞으로 검증이 필요하다. 하지만 만일 쥐와 비슷한 효과가 있다면 생존율은 지금보다 2배 이상 늘어날 수 있다.
악성뇌교종 치료는 환자에겐 힘든 일이다. 새로운 치료 방법이 실용화되려면 아직 갈 길이 멀지만 앞으로 진행은 기대해볼 만할 것으로 보인다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이석원 기자 lswcap@techholic.co.kr
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