생명연, 위 오가노이드 활용해 위 세포 손상 규명
인산화효소 저해제 치료효과 검증..새 치료제 가능성
위암 발병을 높이는 것으로 알려진 헬리코박터 파일로리(헬리코박터균) 감염을 치료할 수 있는 후보물질이 발굴됐다. 기존 항생제의 치료 한계와 내성을 극복하는 새로운 헬리코박터균 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.
한국생명공학연구원은 손미영 박사 연구팀이 위 오가노이드(유사 장기)를 이용해 헬리코박터균 감염에 의한 위 세포 손상 기전을 규명하고, 이를 치료할 수 있는 후보물질 발굴에 성공했다고 12일 밝혔다.
헬리코박터균 감염증은 헬리코박터균이 위장 점막에서 기생하며 위염, 위궤양, 십이지장 궤양, 위선암 등을 일으키는 질병이다. 지역마다 차이는 있지만 전 세계 인구의 절반 정도가 헬리코박터균에 감염돼 있을 정도로 가장 흔한 감염성 질환 중 하나로, 우리나라 감염률이 40∼50%로 추정되고 있다.
헬리코박터균 감염증은 반드시 치료해야 하는 것은 아니지만, 세계보건기구(WHO)가 지정한 1급 발암물질로, 헬리코박터균 감염 환자는 일반인보다 위암에 걸릴 위험도가 3∼6배 높은 것으로 보고된다. 현재 헬리코박터균 감염증 치료에는 항생제가 주로 쓰인다.
하지만, 헬리코박터균이 위장 점막의 표면이나 위의 점액에 존재하고 있어 치료 약물이 균이 있는 곳까지 도달하지 못하는 경우가 많고, 빈번한 항생제 사용에 따른 내성으로 치료가 쉽지 않다. 더욱이 치료만으로 손상된 위 점막을 복구할 수 없고, 유익균까지 제거되는 부작용이 있어 새로운 치료제 개발에 대한 연구가 꾸준히 이어지고 있다.
연구팀은 3차원 위 오가노이드를 활용해 헬리코박터균 감염 초기에 일어나는 위 점액세포 손상 원리를 밝히고, 손상된 위 세포를 회복시키는 치료제 후보물질을 발굴했다.
연구팀은 헬리코박터균이 체내에 침입해 처음 자리 잡는 위 전정부의 특징을 갖는 전분화능 줄기세포 유래 3차원 위 오가노이드를 제작했다. 이를 통해 헬리코박터균이 분비하는 세포 공포화독소(VacA)에 의한 변화를 관찰해 위 점막 세포 미토콘드리아의 기능이 저하되는 것을 확인했다.
또한 위 오가노이드 모델과 생쥐 모델에서 인산화효소 저해물질인 'MLN8054'가 독소와 미생물 감염으로 손상된 위 상피세포를 회복시키는 사실을 밝혀냈다.
연구책임자인 손미영 생명연 박사는 "헬리코박터균 관련 연구에는 주로 암 세포주나 생쥐 등과 같은 동물모델이 활용돼 왔는데 위 오가노이드를 활용해 한계로 지적됐던 종간 특이성을 극복해 낼 수 있었다"며 "앞으로 오가노이드를 활용한 인체 반응 예측을 통해 유효성분을 빠르고 정확하게 도출해 신약개발 성공률을 높일 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '생체재료학(지난 9월 26일)' 온라인에 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
헬리코박터균 감염증 치료 후보물질 발굴에 성공한 생명연 연구팀으로, 이무승(왼쪽) 박사, 손예슬(가운데) 박사, 손미영 박사. 생명연 제공
