말라리아 치료제, 광감각제와 함께 사용하면 항암 성질 10배 높아져

말라리아 치료에 효과가 있는 약품인 아르테미시닌이 유망한 대체적 암 치료제로 큰 환영을 받고 있다. 싱가포르 국립대학교 과학자들은 최근 아미노레불린 산(ALA)과 함께 사용하면 아르테미시닌의 항암 성질이 10배나 높아지는 것을 입증했다. 아미노레불린 산은 광감각제로 빛에 노출되면 암세포를 죽이는 활성산소가 발생하도록 해주는 약품이다. 아미노레불린 산은 피부암과 전립선암을 포함한 여러 가지 암을 치료하기 위해 특별한 광원과 함께 광역학 치료에 사용된다.

싱가포르 국립대학교 과학 학부 생물학과의 린 킹송 박사가 이끄는 연구진은 동대학교 의대 생리학과의 왕 지강 박사와 셴 한-밍 교수와 함께 최근에 아르테미시닌과 아미노레불린 산을 병용하면 대장암 세포를 죽일 수가 있고 아르테미시닌을 단독으로 사용했을 때보다 훨씬 더 효과적으로 종양 성장을 억제할 수 있는 발견했다.

아르테미시닌과 아미노레불린 산은 둘 다 현존하는 약품으로 내약성이 좋아서, 이 유망한 암 치료제는 부작용이 거의 없을 것이라고 왕 박사는 말했다. 아르테미시닌은 근년에 항암 작용을 하는 것으로 알려졌지만 이 약품의 메커니즘은 제대로 밝혀지지 않았는데, 이번 연구에서 우리는 아르테미시닌의 항암 메커니즘이 말라리아 기생충에 대해 작용하는 것과 유사한 것을 발견했다고 린 박사는 말했다.

연구진은 아르테미시닌의 항말라리아 메커니즘과 기생충을 죽이는 강력한 효능에 대해 미리 연구를 실시했다. 그 연구는 헤모글로빈이나 많은 대사 경로 효소와 같은 생물학적으로 중요한 많은 단백질의 필수 구성 요소가 되는 화합물을 포함하고 있는 철분인 햄에 의해 아르테미시닌이 활성화되는 것을 밝혔다. 말라리아 기생충은 적혈구 속에 자리를 잡아 기생하면 헤모글로빈을 먹이로 사용한다. 이들 기생충이 헤모글로빈을 소화하면 다량의 햄이 방출되고 그로 인해 기생충 내에 아르테미시닌이 활성화되어 기생충의 생존에 필수적인 여러 가지 단백질을 공격해서 기생충을 죽여 버리게 된다.

대사 속도 높은 암세포, 정상세포보다 더 많은 햄 필요해
이번에 발표한 최근의 연구에서 연구진은 암세포들이 정상적인 세포에 비해 더 많은 햄을 가지고 있고 햄의 생합성 경로가 더 왕성한 것을 발견했다. 이는 암세포들이 대사 속도가 더 높고 많은 대사 효소들이 활동을 하기 위해 햄을 필요로 하기 때문에 그런 듯하다. 암세포 속의 햄을 활성화하면 아르테미시닌이 300개가 넘는 단백질을 공격하는데 그 중 많은 것이 암세포의 생존에 중요한 단백질들이다.

이런 메커니즘을 파악한 덕분에 연구진은 암세포 속에 햄의 수치를 높이기 위해 (임상적으로 햄 합성 전구체로 사용하는) 아미노레불린 산을 추가하면 아르테미시닌의 항암 작용이 더 향상될 수 있는 것도 발견했다. 이들 연구진은 아미노레불린 산을 병용해서 치료하면 대장암 세포를 죽이는 아르테미시닌의 효력을 크게 높일 수 있지만 정상적인 세포에는 최소한의 영향만 미치는 것을 발견했다.

셴 교수는 대장암에 대한 아르테미시닌의 항암 작용을 더 잘 이해했기 때문에 우리는 간암과 같은 다른 유형의 암에 대해 이런 병용 치료 방법을 테스트해볼 예정이라고 말했다.

참조: J. Wang et al., "Mechanistic Investigation of the Specific Anticancer Property of Artemisinin and Its Combination with Aminolevulinic Acid for Enhanced Anticolorectal Cancer Activity" ACS Cent Sci. 2017 Jul 26;3(7):743-750.