연구자들은 처음으로 암세포가 화학요법의 효과에 저항하는 메커니즘을 관찰했습니다. 이번 연구 결과는 이러한 메커니즘을 극복하고 화학요법을 더욱 효과적으로 만드는 데 도움이 되는 표적 약물을 개발하는 데 사용될 수 있습니다. 세포가 분열할 때 세포 내의 미세소관이라고 불리는 작은 튜브형 구조는 기계적 팔처럼 작용하여 유전 물질을 분리하고 성공적인 딸세포 생성을 보장합니다. 암세포는 정상 세포보다 빠른 속도로 분열하므로 항미소관 화학요법 약물은 이러한 구조를 표적으로 삼아 암세포 성장을 억제합니다.
그러나 암세포는 너무 교활해서 치료가 항상 효과가 없는 것을 보장하는 방법을 개발했습니다. 이제 UNSW 시드니 연구진은 암세포가 화학요법의 효과에 저항하는 메커니즘을 처음으로 관찰했습니다.
해당 연구의 교신 저자인 피터 거닝(Peter Gunning)은 "항미세소관 화학요법은 종종 로봇 팔을 여러 허브로 분해하여 염색체를 정상적인 두 방향이 아닌 여러 방향으로 끌어당깁니다. 결과적인 혼란으로 인해 염색체가 두 개의 딸 세포로 정상적으로 분리되는 것을 차단하고 세포사멸 또는 프로그램된 세포 사멸을 유도합니다."라고 말했습니다.
연구자들은 암세포가 계속해서 분열하고 화학요법의 영향을 피하기 위해 영리한 기술을 사용한다는 사실을 발견했습니다.
거닝 박사는 “우리는 암세포가 일반적으로 사용되는 화학요법의 효과를 극복하기 위해 세포 피질이라고 불리는 세포 가장자리에서 제공되는 기계적 힘을 사용한다는 사실을 발견했습니다. 화학요법은 분열 중에 염색체를 분리하는 세포의 능력을 방해합니다.”라고 거닝은 말했습니다.
미세소관이 파손되면 암세포는 "팔"이 세포의 가장자리를 향해 확장되도록 하는 신호를 활성화하여 세포 피질을 당기고 파손된 미세소관을 재결합시킵니다. 이를 통해 팔이 안정화되고 염색체를 물리적으로 잡고 각 딸세포로 끌어당기는 데 필요한 힘이 생성되어 암세포의 증식이 보장됩니다.
연구진은 소아암인 신경모세포종 치료에 사용되는 특정 미세소관 표적 약물이 화학요법의 효과를 높인다는 사실을 보고 이 메커니즘의 존재를 의심했다. 그러나 이전 연구에서는 의심을 확인할 만큼 이미징 기술이 발전하지 않았습니다.
거닝 박사는 “암세포가 분열할 때 좋은 이미지를 얻을 수 있어야 염색체, 미세소관, 세포 구조에 어떤 변화가 일어나는지 실시간으로 확인할 수 있다”고 말했다. "암세포의 이러한 메커니즘이 암 치료를 극복하기 위해 이런 방식으로 사용될 것이라고는 예상하지 못했기 때문에 이것은 우리에게 매우 놀라운 일이었습니다. 그러나 우리는 그것이 우리 눈앞에서 일어나는 것을 볼 수 있습니다."
고용량 화학요법은 종종 암세포의 분열을 막는 데 효과적입니다. 그러나 예를 들어 환자에게 화학요법 독성이 발생하여 복용량을 줄여야 하는 경우와 같이 낮은 복용량에서는 세포가 이러한 타고난 생존 메커니즘을 활용할 수 있으며, 연구자들은 이것이 세포 생물학의 기본 부분이라고 믿습니다.
"우리는 이것이 모든 세포가 소량의 미세소관 파괴를 극복하고 생존을 보장할 수 있도록 진화한 백업 메커니즘이라고 생각합니다. 암세포가 항미세소관 화학요법을 피하기 위해 이를 사용하는 경우도 있습니다."라고 Gunning은 말했습니다.
연구자들은 저항 메커니즘을 차단하기 위해 현재의 화학요법 약물과 함께 사용할 수 있는 약물을 개발하기 위해 노력하고 있습니다.
거닝 박사는 “암세포가 확립한 힘 생성 메커니즘을 공격함으로써 암 치료법이 더욱 효과적으로 작용할 수 있기를 희망한다”고 말했다. "우리는 실제로 이 구조 메커니즘을 공격하는 데 필요한 약물을 개발할 수 있는 회사를 설립하여 항미소관 화학요법이 보다 효과적으로 작동하고 환자 결과를 개선할 수 있기를 바랍니다."
이 연구는 Current Biology 저널에 게재되었습니다.