장내 미생물로 항암제 개발 가능할까?

미생물 바이러스 세균 마이크로바이옴

[헬스코리아뉴스 / 이충만] 장내 미생물은 몸속 세포의 중요한 동반자이다. 미생물과 신체 조직은 서로 긴밀하게 신호와 자극을 주고 받으며 인간이 외부 환경에 빠르게 적응할 수 있도록 도와준다. 이같은 기능에 착안하여 과학자들은 미생물을 활용한 새로운 항암 치료 요법을 제시하기 위해 노력하고 있다.

장내 미생물은 우리 몸 속 미생물의 대부분을 차지한다. 약 4000에서 1만 종 이상 존재하며, 전체 수는 사람 세포 수의 총합보다 10배 이상 많은 것으로 알려져 있다. 이 미생물은 소화를 돕고 해로운 외부 침입균를 공격하여 체내 면역 체계를 조절하는 데 기여한다.

장내 미생물의 생태계가 다양한 질병에 영향을 끼칠 수 있다는 점은 수 많은 연구 결과를 통해 익히 알려진 사실이다. 다만, 아직까지 어떠한 기전을 통해 미생물과 각 신체 조직이 상호작용하는 지는 밝혀지지 않은 상황이다.

이와 관련된 몇 가지 가설이 있다. 면역 작용의 경우, 장내 미생물은 조절 T 세포의 분화에 관여하고 백혈구의 일종인 호염구의 개체군을 조절한다. 이를 통해 장내 장벽의 기능을 강화하고 외부 물질으로부터 비롯된 항원에 대한 면역 반응에 영향을 미치는 것으로 추정된다.

일부 과학자들은 이같은 이론에 기초하여 장내 미생물의 생태계에 변화를 주고, 암 세포를 공격할 수 있는 체내 면역 체계를 조절한다는 접근법을 제시했다.

마이크로바이옴, 항암제로서 가능성 무궁무진

장내 미생물은 암 세포와 체내 면역 체계의 상호 작용에 광범위한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 미국 피츠버그 대학교 연구진은 이를 입증하기 위해 생쥐에 장내 미생물과 흑색종 세포를 이식하고 면역 항암 요법을 실시하여 장내 미생물의 항암 역할을 탐색했다.

연구이 밝힌 연구 내용에 따르면, 장내 미생물은 암 세포 표면에 발현된 UBA6에 특이적으로 작용했다. UBA6는 생체 내 단백질의 항상성을 조절하는 유비퀴틴 프로테아좀 시스템을 구성하는 효소 중 하나로, 일종의 면역 관문이다. 특정 암 유형에서는 UBA6이 과발현되어 암 세포가 면역 체계를 회피하도록 한다.

이때 장내 미생물은 특정한 신호를 통해 UBA6에 겨냥하여 면역 관문 억제제의 민감성을 높였다. 암 세포의 면역 회피 차단 기전이 억제되고 체내 면역 체계가 암 세포를 공격하도록 했다.

장내 미생물은 과도한 면역 반응과 관련된 암종에도 유용할 수 있다. 대장암, 췌장암, 간암 등의 암은 면역 체계의 과잉 반응으로 인해 대장염, 췌장염, 간염을 유발하고 DNA를 손상시켜 암 발병 위험성을 높인다. 장내 미생물의 생태계를 일정하게 조절하면 과도한 체내 면역 체계를 억제할 수 있다는 것이 연구의 골자이다.

염증으로 인한 암 유형은 전체의 20%를 차지한다. 소수의 비면역 종양(Cold Tumor)을 제외하면, 대부분의 암종은 종양 미세 환경에 T 세포가 충분하게 분포하여 면역 관문 억제제에 잘 반응한다. 이를 종합하면, 장내 미생물을 활용한 마이크로바이옴 치료제는 암 치료에 있어 가능성이 무궁무진하다는 것이다.

미생물 작용 기전 아직은 안갯속 ... “위험성 상존”

하지만, 미생물을 활용한 항암제는 해결되지 않은 여러가지 의문점을 가지고 있다. 가장 큰 의문은 아직까지 장내 미생물이 면역 체계에 기여하는 바가 정확히 알려지지 않았다는 것이다.

수지 호타(Susy Hota) 캐나다 토론토 대학교 전염학 박사는 “암 환자는 화학 요법과 같은 치료로 인해 면역력이 크게 약화되는데, 이때 신중하지 못한 마이크로 바이옴 치료제 사용은 예측 불가능한 위험으로 진행될 수 있다”고 말했다.

두번째 의문은 각각의 장내 미생물의 항종양 활성 여부이다. 코프로바실러스 카테니포르미스는 장에 서식하고 있는 미생물 중 하나로, 전임상 연구를 통해 면역 관문 단백질인 PD-L2 수치를 억제하고 암 세포가 이식된 생쥐에서 면역 억제 요법을 더 효과적으로 만든다는 사실이 밝혀진 바 있다.

하지만, 이를 수행한 연구진은 “서로 다른 미생물이 중복된 면역 조절을 수행하거나 같은 종이더라도 미생물 생태계 균형에 따라 상이한 면역 조절을 유도한 징후가 관찰됐다”며 확대 해석을 경계했다.

다시 말하자면, 각각의 미생물의 면역 조절 기전은 특정한 생태계에 따라 자극되거나 억제되는 등 무작위적인 특징을 가졌다는 것이다.

미국 체비 체이스 연구소 루이스 코먼(Louis Korman) 박사는 “마이크로바이옴 치료제는 암 치료에 있어 주 치료법이 아닌 보조 치료법으로 사용될 수 있을 것”이라며 “많은 면역 요법은 위장관에 부작용을 일으킨다. 이를 염두할 경우, 마이크로바이옴은 그 부작용을 줄일 수 있는 데 활용 가능할 것”이라고 희망을 걸었다.

헬스코리아뉴스 이충만 admin@hkn24.com

 

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