암세포만 공격 '나노폭탄' 나온다

파퓰러사이언스 8월호 '인간의 삶 바꿔놓을 의학기술'

독감 바이러스 퇴치 만능백신 내년께 임상실험

'뇌세포 젊게 유지' 신약물 알츠하이머 예방 기대

한번 주사로 비만유전자 잠재우는 방법 연구도

주사 한방으로 비만 해결 - RNA 간섭기술을 활용, 주사 한방으로 비만을 해결할 수 있다. (왼쪽부터) 유전자가 세포핵에서 RNA를 배출하고, RNA 줄기가 단백질을 생성하며, 단백질이 지방세포로 성장하는 과정이다.

만능 백신 - 모든 독감 바이러스에 같은 모습을 보이는 ‘M2‘ 라는 단백질을 백신이 공격하고 있다.

나노셀의 암세포 공격 - (왼쪽부터). 나노셀들이 종양을 찾고 내부로 침투해 항암물질을 배출하면 암 세포는 자동 사멸된다.

최근의 세포단위의 의학연구가 활발하게 진행되고 있다.

이 같은 의학연구의 눈부신 발전으로 향후 10년 안에 분자크기의 유전자를 마음대로 제어하며 암, 당뇨, 비만, 조류독감 등의 질병에 대해 영원히 사망선고를 내릴 것으로 기대된다. 암 세포만 제거하는 나노폭탄, 만능 독감바이러스 백신, 두뇌기능 증폭기 등 파퓰러사이언스 8월호에는 인간의 삶을 완전히 뒤바꿔 놓을 획기적인 의학 기술들을 소개하고 있다.

◇암세포만 제거하는 나노 폭탄

화학요법과 같은 기존의 암 치료법들은 암세포는 물론 주변의 건강한 세포까지 파괴시킨다. 메스꺼움, 발진, 탈모 등 부작용이 나타나는 것도 이 때문이다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 MIT의 로버트 랭거 박사와 하버드대의 오미드 패로쟈드 박사는 암세포만을 정확히 찾아 공격하는 '나노셀(nanoshell) 폭탄'을 연구하고 있다.

10억분의 1밀리미터 크기의 나노셀 내부에 극소량의 화학약물(항암물질)을 주입한 후 암세포를 찾아 파괴하도록 만드는 것이다. 이를 위해 두 명의 박사는 암조직이 생성하는 단백질과 반응하는 성질을 지닌 '앱테이머(aptamer)'라 불리는 미세분자를 나노셀에 결합시켰다.

이것은 자동차의 네비게이션과 같은 역할을 한다. 나노셀이 착오없이 목적지(암세포)에 달라붙을 수 있도록 길을 안내해주는 역할을 수행하는 것이다.

나노셀이 종양 내부로 침투하는데 성공하면 즉시 항암물질을 배출시켜 암세포를 사멸 시키게 된다. 랭거 박사는 올해 초 자신들이 개발한 나노폭탄이 생쥐의 전립선 암을 제거했다고 발표했다. 앞으로 동물연구와 임상실험 기간 등을 감안하면 '나노셀 자살특공대'의 효과를 체험하기 위해선 최소한 2014년까지는 기다려야 할 것으로 보인다.

◇만능 독감 바이러스 백신

현재의 독감 바이러스 백신은 건강한 세포에 달라붙어 항체를 생성시켜 바이러스의 공격에 견딜 수 있도록 만들어주는 원리로 작용한다. 그러나 이 방법은 바이러스가 형태를 바꿔 변종바이러스가 되면 전혀 효과를 발휘하지 못한다.

미국 위스타(Wistar) 연구소의 월터 거하드 박사와 같은 면역학자들은 최근 바이러스 표면에 존재하는 'M2'라는 단백질을 새로운 공격목표로 삼아 연구를 진행중이다. M2는 지금까지 알려진 모든 종류의 독감바이러스에서 동일한 모습을 보이고 있기 때문이다.

만약 이러한 M2 백신의 개발에 성공하게 되면 인류는 현존하는 독감 바이러스는 물론 앞으로 출현할지도 모를 새로운 바이러스들까지 깨끗하게 물리치는 만능 독감백신을 보유할 수 있게 될 수도 있다. 과학자들은 내년 중에는 M2 백신의 임상실험이 이루어질 수 있을 것으로 예상하고 있다.

◇두뇌 기능 증폭기

현재 약 450만명의 미국인이 알츠하이머 질환을 앓고 있다. 전세계적으로는 약 2,000만명의 환자가 이 병으로 고통 받고 있다. 아이러니한 일이지만 의학기술의 발전으로 생명이 연장될수록 알츠하이머의 덫에 걸릴 확률도 높아진다. 이와 관련 미국 캘리포니아대의 개리 린치 박사는 뇌를 영구적으로 젊게 유지시켜줄 수 있는 전혀 새로운 형태의 약물을 개발해냈다.

'앰파킨(ampakine)'이라 명명된 이 약물은 '뇌세포를 위한 기적의 성장물질'로 불리며 뇌의 학습능력과 기억능력을 이끄는 신경성장인자(BDNF)의 활동을 증폭시켜 주는 것으로 나타났다. 앰파킨을 통해 뇌의 기능을 최대화 함으로서 노화 등이 원인이 된 기억력 감퇴를 예방할 수 있는 길이 열린 셈이다.

특히 과학자들은 알츠하이머 환자들 대부분이 BDNF 수치가 낮게 나타나는 경향이 있기 때문에 앰파킨이 알츠하이머의 치료와 예방에도 적지않은 효과를 발휘할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 임상실험을 포함해 오는 2009년 이후 상용화가 가능할 전망이다.

◇주사 한방으로 비만 해결

메사추세츠 의과대의 마이클 체크 박사는 단 한번의 주사로 비만 유전자를 잠재울 수 있는 방법을 연구하고 있다.

인체는 바이러스가 세포 내에 침투하면 RNA에 전해진 바이러스의 유전학적 코드를 감지, 세포 스스로 RNA가 성장하지 못하도록 잘게 토막내고 이와 결합한 모든 유전자를 공격하는데 RNA가 중간에 끼어들어 적대적인 유전자로부터 세포를 보호하고 세포의 정상적인 성장을 돕는다 하여 'RNA 간섭(RNAi)'이라 부른다.

체크 박사는 바로 이러한 인체의 자연적인 자기방어 시스템을 활용해 비만 유전자를 없애고자 하고 있다. 세포핵에서 나온 비만 유발 RNA가 단백질을 생성, 지방세포로 성장ㆍ분화하기 이전에 인위적으로 RNAi를 유도해 세포 스스로 파괴토록 하는 것이다.

이와 관련 연구자들은 RNAi 기술로 비만 유발인자를 제거하면 세포들이 좀더 많은 량의 지방을 태우고 인슐린에도 더 잘 반응한다는 사실도 알아냈다. 이 기술은 2010년이후 현실화될 수 있을 것이다.