배경: 세포는 복잡하고 작은 기계이며, 오랜 시간이 지나면 세포 안의 여러 부분이 마모되거나 손상된다. 세포는 "자가포식"이라는 과정을 통해 쓸모없는 부분을 제거하거나 분해하여 그 조각의 용도를 변경한다.

이 과정은 세포의 생존에 필수적이며, 불행하게도 암세포는 특히 이 과정에 능숙하다. 이는 연구자에게 자가포식을 차단하는 약물이 효과적인 암 치료법이 될 수 있다는 생각을 주었지만, 암 환자를 대상으로 한 자가포식 억제제에 대한 실험에서는 결론이 나지 않았다.

“해당 임상시험에서 그들은 엇갈린 결과를 발견했다. 약간의 이점이 있었지만 많은 환자들에게는 아무런 이점이 없었기 때문에 연구자들은 다시 처음부터 다시 시작해야 했다.”라고 아이오와 대학(UI)의 방사선 종양학과 조교수인 제임스 번(James Byrne)은 말했다.

아이디어: 자가포식 억제제가 암 치료법으로서 일관성이 없는 이유를 알아내기 위해 번과 그의 동료들은 완료된 임상시험을 되돌아보았다. 그때 그들은 두 개의 소규모 연구에서 여전히 적극적으로 흡연을 하고 있는 환자들이 실제로 비흡연자들보다 약물에 더 잘 반응한다는 기이한 결과를 발견했다.

번은 "(비흡연자) 환자에 비해 자가포식 억제제를 받은 흡연자의 전반적인 반응이 증가한 것을 확인했으며, 목표 병변 크기도 상당히 감소한 것을 확인했다."라고 말했다.

흡연은 체내 일산화탄소(CO) 수준을 증가시키며, 과거 연구에서는 CO가 세포 자가포식을 증가시키는 것으로 나타났다. 이전 연구에서는 또한 억제제를 투여하는 동안 암 환자에게 의도적으로 자가포식을 유도하면 약물의 효과가 더욱 높아질 수 있다고 제안했다. 즉, 더 많은 암세포가 생존하기 위해 자가포식을 필요로 한다면 억제제는 더 많은 암세포를 사망하게 할 수 있다.

아이오와대학교/제임스 번(James Byrne)이 그의 연구실에서 일하고 있다.

이로 인해 연구자들은 흡연이 억제제를 더욱 효과적으로 만드는 방식으로 환자의 자가포식을 촉진한다는 가설을 세웠다.

암 환자에게 치료법의 효과를 높이기 위해 담배를 피우라고 말하는 것은 분명히 실행 가능한 선택이 아니다. 무엇보다도 흡연은 암을 유발한다. 그래서 연구자들은 체내 CO 수준을 일시적으로 증가시키는 이론적으로 더 안전한 다른 방법을 찾았고, CO 분자로 가득 찬 마실 수 있는 거품 위에 착륙했다.

연구: UI 팀은 거품을 테스트하기 위해 자가포식 억제제로 치료하면서 췌장암과 전립선암 생쥐 모델에 거품을 공급했다. 약물만 투여한 대조군에 비해 거품을 먹인 동물에서는 종양 성장과 진행이 크게 감소했다.

실험실에서 인간의 전립선암, 폐암, 췌장암 세포에 대한 자가포식 억제제 테스트를 통해 이 약물이 거품과 함께 사용되었을 때 더 강력한 항암 효과가 있는 것으로 나타났다.

한편, CO 폼 자체는 테스트에서 건강한 인간 세포나 암세포의 생존 능력에 아무런 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 자가포식 억제제와 결합하여 치료할 수 있을 만큼 충분히 많은 양을 쥐와 돼지에서 테스트했을 때 안전하고 견딜 수 있는 것으로 나타났다.

전망: 이것은 아직 초기 연구이지만 UI 팀은 향후 시험에서 병용 요법을 테스트하기를 희망한다.그리고 두 가지 자가포식 억제제(클로로퀸과 하이드록시클로로퀸)가 이미 다른 건강 문제를 치료하기 위해 FDA의 승인을 받았다는 사실이 효과가 있다면 임상으로의 경로를 간소화할 수 있다.

“이 연구의 결과는 [가스 포집 물질]을 사용하여 전달할 수 있는 안전하고 치료적인 수준의 CO가 자가포식 억제제의 항암 활성을 증가시킬 수 있다는 아이디어를 뒷받침하며, 다양한 암이 있다.”라고 번은 말했다.