국내 연구진이 혈관육종암에서 유래한 오가노이드 모델을 세계 최초로 개발했다. 평균 생존율이 7개월에 불과해 신약 개발이 절실했던 혈관육종암 분야에서 개인 맞춤형 항암치료의 길이 열릴 것으로 기대된다.
서울아산병원 의공학연구소 정기석 교수·정다정 박사와 성형외과 최종우·정우식·김영철 교수 연구팀은 혈관육종암 환자의 샘플에서 혈관육종암 오가노이드를 배양하는 데 성공했다고 28일 밝혔다.
오가노이드는 줄기세포를 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 장기유사체다. 흔히 ‘유사 장기’라고 불린다. 최근 학계에서는 환자의 암조직을 채취해 실제 암조직과 유사하게 만든 오가노이드를 항암제 및 진단마커 개발에 활용하려는 시도가 활발하다. 하지만 육종암 분야에서는 아직까지 ‘환자 유래 오가노이드’ 배양법이 보고된 적이 없다.
혈관육종암은 연부조직암의 약 2%를 차지하는 악성 희귀 종양이다. 발생 암의 절반 가량이 두피를 포함한 두경부에 생기는데 적극적으로 치료를 받아도 5년 생존율이 60%에 불과할 정도로 예후가 불량하다.
연구팀은 혈관육종암이 혈관내피세포에서 기원하기 때문에 기존 오가노이드 연구에서 많이 사용되는 메트리겔(세포 외 기질 성분의 복합체) 내에서 형성하는 방법으로는 3차원 오가노이드 배양이 이뤄지지 않는다는 사실을 확인했다. 이를 보완하기 위해 코팅하지 않은 배양 접시에서 혈관육종암 세포를 2차원으로 배양한 결과 세포 증식에 따라 부분적으로 세포 밀도가 높은 곳에서 혈관육종암 세포가 자가 조립되는 현상을 관찰할 수 있었다.
형성된 세포 응집체는 3차원의 세포 덩어리로 부착된 바닥에서 떨어져 나와 배양액 내에 부유하며 3차원의 혈관육종암 유래 오가노이드를 형성했다. 이러한 오가노이드는 환자의 분자 및 형태학적 양상을 모사하며 세포 외 기질 내에서 혈관 발아 현상을 보였다. 이 과정에서 단백질C 수용체(PROCR)가 암 조직 및 오가노이드에서 과발현되는 모습도 관찰했다. 이전까지 혈관육종암에서 특정 바이오마커가 발견되지 않았음을 고려할 때 고무적인 성과다.
최종우 교수는 “혈관육종암은 악성도가 높은 데다 암의 양상이 다양해 개인 맞춤형 치료법 개발이 절실하다”며 “이번 오가노이드 모델 개발은 악성도가 높은 혈관육종암에서 정밀치료를 실현할 수 있는 시작점이 될 것”이라고 말했다.
서울아산병원 성형외과는 지난 10여 년간 두피의 혈관육종 환자를 40명 가량 치료해 왔다. 성형외과 외에도 이비인후과 두경부 파트와 종양내과, 방사선종양학과 등이 다학제를 이뤄 완전 절제, 항암 치료, 방사선 치료 등을 진행한다. 연구팀은 서울아산병원이 보유한 풍부한 임상데이터 및 유전체 분석 기술에 혈관육종암 오가노이드 배양 기술이 더해지며 혈관육종암 치료의 길이 더욱 넓어질 것으로 기대하고 있다.
이번 연구는 보건복지부 연구중심병원 과제 및 연구재단 개인 기초연구 사업의 지원을 받아 진행됐다. 연구 결과는 국제학술지 ‘혈액 및 종양학 저널(Journal of Hematology & Oncology)’ 최신호에 실렸다.
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