암이 뼈로 퍼지게 되면 치료하기 매우 어려울 수 있다. 골전이(bone metastases)를 막는 새로운 항체에 대한 연구가 최근 발표되었다.

건강한 뼈에는 일정한 주기, 즉 뼈가 형성되고 분해되는 과정이 반복된다. 뼈는 파골세포(osteoclasts)에 의해 분해되고, 조골세포(osteoblasts)에 의해 재형성된다. 이 지속적인 재생과정은 뼈 조직이 건강하고 제기능을 다하고 있음을 의미한다.

때때로 암은 뼈에 침투하기도 한다. 암으로 인한 사망의 대부분은 일차 종양이 아닌 신체 다른 부위로 퍼져서 발생된 이차 종양 때문이며, 이를 전이(metastasis)라고 한다. 유방암 말기 환자들의 약 70%는 골전이(bone metastasis)를 경험하는데 이는 뼈의 통증, 골절 및 생명을 위협하는 사건(life-threatening events)의 발생 위험을 증가시킨다.

일단 암이 뼈에 침투하게 되면 치료하기가 매우 어려울 수 있다. 특히 현재의 치료법은 잘 듣지 않거나 바람직하지 않은 다양한 부작용을 일으켜 내성이 생길 수도 있다.


■ 골전이에 대한 연구: 암과 뼈의 communication
암이 어떻게 퍼져 나가는지, 어떤 방법으로 다른 조직에 자리를 잡는지, 이러한 과정이 어떻게 멈추거나 느려지는지를 이해하기 위해 많은 시간과 노력이 사용되었다. 프린스턴 대학교 Yibin Kang 박사 연구팀 또한 이러한 연구에 동참하였다.

제1저자인 Hanqiu Zheng 박사는 대부분의 환자가 일차 종양이 아닌 암 전이로 인해 사망하기 때문에 Kang 박사의 연구실에서는 암세포가 유방에서 다른 장기로 전이되는 유방암 전이에 대해 연구하고 있다고 설명하였다. 이들은 최근의 연구에서 골전이와 암세포가 골세포와 어떻게 의사소통(communicate)하는지에 초점을 두었다.

정상적인 세포와 달리 골암(bone cancer)에서는 뼈의 주기적인 재형성과정이 도용된다. 파골세포가 과활성화되어 뼈를 과도하게 파괴할 수도 있고 조골세포가 종양세포를 숨겨주거나 화학요법(chemotherapy)으로부터 종양세포를 보호할 수도 있다. 이 연구는 골전이에 있어 분자 수준에서 조골세포의 역할에 특히 관심이 있었다. Kang 박사는 “종양이 조골세포에 본질적으로 숨어있다”고 말한다.

Kang 박사 연구팀의 Rebecca Tang 연구원은 선행 연구에서 Jagged1이라는 분자가 이러한 의사소통의 혼선(crosstalk)에 중요한 부분이며 유방암 세포가 뼈에 전이되기 쉽게 만든다는 결과를 보고했다고 설명하였다. 따라서 연구팀은 Jagged1을 차단하기 위해 15D11이라는 항체를 통해 전이를 예방하거나 감소시킬 수 있는지 확인하고자 하였다.

이 연구 결과는 Cancer Cell 에 게재되었다.


■ 골전이를 막는 효과적인 항체
연구진은 15D11을 항암화학요법과 함께 투여했을 때 각각 단독으로 투여한 경우보다 효과적임을 발견하였다. 연구진은 Jagged1 발현율이 높은 종양에 대해서만 항체가 작용할 것으로 예상했으나 흥미롭게도 Jagged1 발현율이 낮은 종양에서도 전이가 감소되었다.

표준화학요법은 일반적으로 조골세포가 Jagged1을 생성하기 시작할 때 효과가 나지 않게 된다. 종양은 Jagged1을 효과적인 방패로 사용한다. 15D11은 이러한 Jagged1을 특이적으로 표적화함으로써 방패로서의 기능을 하지 못하게 하며 항암화학요법이 계속 효과를 낼 수 있게 한다.


■ 유전자 조작 마우스 모델에서도 효과 유지돼
Kang 박사 연구팀은 Jagged1와 종양세포의 상호작용을 더 자세히 조사하기 위해 뼈세포에서 Jagged1을 발현하도록 유전자 조작된 마우스 모델을 사용하여 추가적인 실험을 수행하였다. 이 마우스 종(strain)은 유방암 세포가 뼈에서 성장하는 것에 특히 민감하다.
실험결과는 초기 연구결과를 뒷받침하였다. 15D11과 항암화학요법을 병행한 쥐는 각각 단독치료를 받은 쥐보다 더 잘 치료되었다. 두 치료를 병행한 경우 골종양은 100배 넘게 감소하였다. Kang 박사는 쥐 실험을 통한 이전의 어떠한 골전이 치료제에서도 관찰할 수 없었던 주목할 만한 반응이라고 평가하였다.

비록 이 연구는 유방암의 골전이에만 해당되지만, 연구진은 전립선암과 같이 뼈에 전이되는 다른 종류의 암에도 이 방법이 효과적일 수 있다고 제안한다.

이 연구의 다음 단계는 사람을 대상으로 한 임상시험에 이를 적용하는 것이다. Kang 박사는 15D11 항체가 ‘인간화 쥐(Humanized Mouse)’에서 생성된 ‘완전 인간항체(fully human antibody)’이기 때문에 이러한 과정이 비교적 신속하게 진행되기를 희망하고 있다.

골전이는 치료가 매우 어렵기 때문에 새로운 약물 표적이나 중재가 시급한 상황이다. 머지않은 미래에 암을 퇴치하기 위한 치료제로 15D11가 사용될 수 있기를 기대해본다.