연구자들은 전통적인 화학 요법 약물과 종양을 조사하는 새로운 방법을 결합한 새로운 접근 방식이 생쥐 모델에서 기록된 췌장암에 대한 가장 효과적인 치료법이라고 말한다.

대부분의 생쥐 실험은 단순히 성장을 멈추는 성공으로 간주한다.

새로운 치료법은 건강한 조직을 통과하는 외부 빔으로부터 방사선을 전달하는 대신, 건강한 조직을 보호하고 방사선이 사라진 후 신체에 흡수되는 젤 같은 저장소 내에서 방사성 요오드-131을 종양에 직접 주입한다.

이번 연구는 네이처 바이오메디컬 엔지니어링 저널에 게재됐다.

"우리는 전임상 모델에 걸쳐 1,100개 이상의 치료법을 심층 분석했지만 우리처럼 종양이 줄어들고 사라진 결과를 찾지 못했다."고 듀크 대학교(Duke University)의 생물의학 공학 교수인 Ashutosh Chilkoti의 연구실에서 박사 학위를 받는 동안 연구를 수행한 Jeff Schaal은 말한다.

"나머지 문헌에서 우리가 보고 있는 것이 일어나지 않는다고 말할 때, 그 때 우리는 우리에게 매우 흥미로운 것이 있다는 것을 알았다."

전체 암 사례의 3.2%에 불과하지만 췌장암은 암 관련 사망의 세 번째 주요 원인이다. 종양은 많은 약물에 내성을 갖도록 하는 공격적인 유전적 돌연변이를 일으키는 경향이 있고, 일반적으로 신체의 다른 부위로 이미 퍼졌을 때 매우 늦게 진단되기 때문에 치료하기가 매우 어렵다.

현재 선도적인 치료법은 세포를 방사선에 장기간 취약한 생식 단계로 유지하는 화학요법과 종양을 표적으로 하는 방사선 빔을 결합한다.

그러나 이 접근법은 방사선의 특정 임계 값이 종양에 도달하지 않는 한 효과가 없다. 그리고 방사선 빔을 형성하고 표적화하는 최근의 발전에도 불구하고 심각한 부작용의 위험 없이 그 임계 값에 도달하기가 매우 어렵다.

연구자들이 시도한 또 다른 방법은 티타늄으로 둘러싸인 방사성 샘플을 종양 내부에 직접 이식하는 것이다. 그러나 티타늄은 종양 외부로 멀리 이동하는 감마선을 제외한 모든 방사선을 차단하기 때문에 주변 조직에 대한 손상이 목적을 무찌르기 시작하기 전에 짧은 기간 동안만 체내에 머무를 수 있다.

다른 기술 계획을 통해 표적 방사성 핵종 요법을 상용화하기 위해 노력하는 노스캐롤라이나주 더럼 생명공학 스타트업인 Cereius, Inc.의 연구 책임자인 Schaal은 "현재 췌장암을 치료할 수 있는 좋은 방법은 없다."고 말한다.

이러한 문제를 피하기 위해 Schaal은 맞춤형 특성을 가진 젤 같은 물질을 형성하기 위해 함께 결합된 아미노산의 합성 사슬인 엘라스틴 유사 폴리펩티드(ELP)로 만들어진 물질을 사용하여 유사한 이식 방법을 시도하기로 결정했다. ELP는 Chilkoti 연구실의 초점이기 때문에 동료들과 함께 작업에 적합한 전달 시스템을 설계할 수 있었다.

ELP는 상온에서 액체 상태로 존재하지만 따뜻한 인체 내에서 안정적인 젤 같은 물질을 형성한다. 방사성 원소와 함께 종양에 주입되면 ELP는 방사성 원자를 감싸는 작은 저장소를 형성한다. 이 경우, 연구원들은 요오드의 방사성 동위원소인 요오드-131을 사용하기로 결정했다. 이는 의사들이 수십 년 동안 의학적 치료에 널리 사용하고 생물학적 효과에 대해 잘 알고 있기 때문이다.

ELP 저장소는 iodine-131을 감싸서 체내로 누출되는 것을 방지한다. 요오드-131은 베타 방사선을 방출하여 바이오겔을 관통하고 주변 조직에 도달하지 않고 거의 모든 에너지를 종양에 축적한다. 시간이 지남에 따라 ELP 저장소는 구성 아미노산으로 분해되어 신체에 흡수되지만 요오드-131이 무해한 형태의 크세논으로 붕괴되기 전에는 그렇지 않다.

"베타 방사선은 또한 ELP 바이오겔의 안정성을 향상시킨다."고 Schaal은 말한다. "그것은 저장소가 더 오래 지속되고 방사선이 소비된 후에만 분해되는 데 도움이 된다."

새로운 논문에서 Schaal과 그의 동료들은 췌장암의 다양한 마우스 모델을 치료하기 위해 일반적으로 사용되는 화학요법 약물인 파클리탁셀과 함께 새로운 치료법을 테스트했다. 그들은 치료가 어렵다는 악명 때문에 췌장암을 선택했으며, 방사성 종양 임플란트가 상대적으로 수명이 짧은 방사선 빔 요법이 하지 않는 화학 요법과 시너지 효과를 창출한다는 것을 보여주기를 희망했다.

연구자들은 췌장암에서 발생하는 것으로 알려진 몇 가지 다른 돌연변이에 의해 생성된 피부 바로 아래에 암이 있는 쥐에 대한 접근 방식을 테스트했다. 그들은 또한 치료하기 훨씬 더 어려운 췌장 내에 종양이 있는 쥐를 대상으로 실험했다.

전반적으로, 테스트는 모든 모델에서 100% 응답률을 보였으며, 약 80%의 시간 동안 모델의 4분의 3에서 종양이 완전히 제거되었다. 테스트는 또한 화학요법 단독으로 유발된 것 외에 즉각적으로 명백한 부작용을 나타내지 않았다.

"우리는 일정한 방사선이 외부 빔 요법이 허용하는 것보다 약물이 효과와 더 강하게 상호 작용할 수 있다고 생각한다."고 Schaal은 말한다. "그것은 우리가 이 접근법이 다른 많은 암에 대해서도 외부 빔 요법보다 실제로 더 잘 작동할 수 있다고 생각하게 만든다."

그러나 이 접근법은 아직 초기 전임상 단계에 있으며 조만간 인간이 사용할 수 없을 것이다. 연구원들은 다음 단계가 대규모 동물 실험으로, 의사들이 이미 훈련을 받은 기존 임상 도구와 내시경 기술로 이 기술을 정확하게 수행할 수 있음을 보여줘야 한다고 말한다. 성공하면 인간을 대상으로 한 임상 1상을 고려한다.

"나의 연구실은 거의 20년 동안 새로운 암 치료법을 개발하기 위해 노력해 왔으며, 말기 췌장암은 치료가 불가능하고 항상 치명적이기 때문에 잠재적인 영향 측면에서 우리가 수행한 가장 흥미로운 작업일 것이다. "고 Chilkoti는 말한다.

"췌장암 환자는 현재 이용 가능한 것보다 더 나은 치료 옵션을 받을 자격이 있으며, 저는 이 모든 것을 클리닉에 적용하기 위해 깊이 헌신하고 있다."

국립보건원(National Institutes of Health)과 국립암연구소(National Cancer Institute)가 이 연구에 자금을 지원했다.

출처: 듀크 대학교