암세포 내부 Ph 낮아질수록 증식력 약화
암세포는 자신의 주변을 산성화시키고 그 결과 세포의 내부는 알칼리화되는 것으로 알려져 있다. 원칙적으로는 이런 변칙이 이들 세포의 발육과 증식을 방해해야만 한다. 그러나 암에서는 정반대의 일이 일어난다. 바르셀로나의 생의학 연구소의 계산 화학자인 미퀠 두란-프리골라가 참여한 수치 해석적 연구는 암세포들이 자신의 내부 pH가 낮아질수록, 즉 산성화가 심해질수록 증식력이 그만큼 더 떨어지는 것을 입증했다. 이 발견은 암에 대응하는 새로운 치료방법을 개발할 기회를 제시해준다.

연구진은 이전의 생화학적 분석과 암세포의 유전자 발현에 관한 데이터베이스에서 수집한 수십만 건의 자료를 이용해서, pH의 변화가 약 2,000개 대사효소의 활동에 어떤 영향을 미치는지를 분석하는 수치 해석 모델을 개발했다.

국제 컴퓨터 룸 전문가 협회(ICREA)의 연구원인 패트릭 알로이가 실장을 맡고 있는 구조 생물정보학 및 네트워크 생물학 실험실의 전임 연구원인 두란-프리골라는 이렇게 설명했다.
“우리가 일종의 전산 실험실이며 우리는 시스템 생물학에 몰두하고 있다. 우리는 더 큰 문제를 다루고 싶었다. 상이한 pH 하에서 더 잘 작동하는 대사경로들 간의 연관성을 이해해서 우리는 암세포가 기본적인 pH에서 살아남기 위해 사용하는 메커니즘에 대한 아이디어를 얻을 수가 있었다.”

연구진은 그들이 처음에 구상한 가정이 옳은 것을 확인했다. 그 가정에 의하면 만약 암세포가 알칼리성 환경에서 쉽게 증식한다면 산성 환경에서는 더 취약할 것이라는 것이었다. 이 가정이 기존의 치료법과 병용해서 암세포 자체를 산성화시키는 것이 좋은 치료 전략이라는 생각을 할 수 있게 해주었다.

게다가 이들 연구진은 세포 내 산도와 더불어 상승작용을 일으켜 그런 분자들을 치료 표적으로 삼을 수 있을는지도 모르는 대사효소도 확인했다. 실제로 그런 잠재적인 표적물 중 5개는 이미 유방암 세포주를 이용해서 실험실에서 테스트를 마쳤고 유망한 결과가 나왔다.

이번 연구가 아직까지는 아주 이론적인 것이지만 우리는 확인된 표적 중 일부를 동물을 대상으로 실험할 준비가 되어있고, 따라서 우리가 더 진행된 전임상시험 단계로 넘어갈 수 있도록 해주고 있다고 두란-프리골라는 말했다. 이 연구는 미국의 모피트 암 센터와 메릴랜드 대학교와 함께 공동으로 실시되었다.

참조: E. Persi et al., "Systems analysis of intracellular pH vulnerabilities for cancer therapy" Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-05261-x