화학요법에 대한 내성은 환자의 치료에 지속적으로 부정적인 영향을 미친다. 영국의 프랜시스 크릭(Francis Crick) 연구소가 중심이 된 EU지원 IVORIaN 프로젝트는 특정 분자들의 상호작용을 방해함으로써 이 문제를 해결하고자 했다.
폐선암종은 가장 흔한 유형의 폐암이며, 대략 1/4의 환자가 KRAS 유전자에서 활성화 돌연변이를 가지고 있다. 불행히도, 최근의 KRASG12C 억제제 연구개발에도 불구하고 발암성 KRAS는 신규 치료제 발굴이 가능한 대상이 아니다.
KRAS과 암 사이에 전략적 장애물을 놓다
약물내성은 치료제의 효능을 저해한다. KRAS 이펙터(effector) 경로를 따라, 미세분자를 이용하여 활동을 억제할 수 있는 다수의 단백질들이 존재한다. RAF 및 MEK 억제제의 개발이 진행됨에 따라 ERK 신소전달 루트를 재활성화 시키고 치료에 대한 내성을 증가시키는 피드백 루프가 드러났다.
종양 생물학 실험실의 줄리언 다운워드 (Julian Downward) 부교수는 “우리 프로젝트는 KRAS 돌연변이에 의한 폐선암종에서 cRAF (3 RAF 키나제 중 하나)와 RAS의 상호 작용을 차단하는 치료 가능성을 평가하는 것이다” 라고 말했다
마우스 모델은 RAS와 cRAF의 사이의 예상치 못한 상호 작용을 보여주었다. 연구팀은 이 마우스 모델이 배아에 치명적임을 발견하였으며, RAS와의 cRAFT 상호 작용이 배아 발달에 절대적으로 필요하다는 결론을 얻었다.
동시에 두 가지 문제를 해결하다
마리퀴리 프로그램에 참여 중인 로만 베어(Romain Baer) 박사 후 연구원은 해당 프로젝트의 연구 디자인이 매우 독창적이라고 설명했다. 소위 이중 유도(dual inducible) 생체 내 재조합 시스템을 이용하면, 먼저 종양의 발생을 유도할 수 있으며, 그 후에 종양 구역 또는 몸 전체에서 돌연변이를 발현 시킬 수 있다는 것이다.
첫 번째 모델을 통해 연구원들은 RAS와 cRAF의 상호 작용에 대한 세포의 자율적인 기능을 탐색 할 수 있었다. 동시에, 돌연변이의 전신 발현은 새로운 약물표적치료의 가능성뿐만 아니라 약물 치료 중에 나타나는 잠재적인 독성을 평가할 수 있었다.
IVORIaN 프로젝트의 과학자들은 의미 있는 결과를 도출하기 위해 CRISPR/Cas9 기술을 사용하여 내인성 cRAF 돌연변이를 갖는 폐 종양 세포주를 조작하여 RAS / cRAF 상호 작용 중단 기전을 연구했다. 내인성 노크-인(knock-in)을 사용하면 실험과정에서 종종 부산물을 생성하는 시스템을 과발현 할 필요가 없다. 베어는 노크-인(knock-in)을 만드는 것은 매우 도전적 이지만 연구소의 핵심 시설(유전자 조작 마우스 등)은 효율적인 파이프 라인을 만드는데 데 중요한 역할을 했다고 밝혔다.
연구진은 여전히 다기능 cRAF의 메커니즘을 해독하기 위해 노력하고 있다. 일단 기전이 규명되면, 몇 가지 실험을 통해 생체 내에서 확인 작업에 들어갈 것이다. 프란시스 크릭 연구소는 RAS/cRAF 상호 작용을 차단할 수 있는 새로운 억제제 개발을 위한 대형 제약 회사와의 협업이 가능할 것으로 보인다. 이를 통해 연구팀은 KRAS-유도 암환자의 새로운 항암제로 개발을 위한 길이 열리기를 기대하고 있다.
