암세포 안에 박테리아 같은 세균이 존재
최근에 발표한 논문에서 연구진은 박테리아가 혈류 내의 기계적인 스트레스에 저항하는 숙주 세포의 힘을 강화시켜서, 종양의 진행 중에 세포의 생존을 조장해서 암의 전이를 촉진한다고 보고했다. 책임저자로 웨스트레이크 생명과학 및 생의학 실험실의 샹 카이는 다음과 같이 말했다. “종양은 원래 대부분이 무균으로 생각되었는데 그와 달리 우리 연구는 암세포의 행동이 종양 속에 숨어있는 세균에 의해서도 통제되는 것을 밝혔다. 세균의 이런 관련은 대부분의 항암제가 표적으로 삼는 유전학적 구성 요소나 후성유전학적 구성 요소 그리고 대사적 구성 요소와는 분명히 다른 것이다. 그러나 우리 연구가 암 치료 중에 항생제를 사용하는 것이 환자들에게 이익이 될 것을 의미하지는 않는다. 따라서 미래에 암 치료를 개선하기 위해 종양 내 박테리아를 어떻게 관리할는지는 여전히 중요한 과학적인 문제이다.”

세균은 암 발생 위험과 종양 진행에 영향을 미쳐서 결정적인 역할을 담당한다. 특히 대장암에 있어서 그러하다. 그러나 새로운 증거는 세균이 췌장암이나 폐암이나 유방암 같은 다양한 종류의 암의 종양 조직 자체의 필수적인 구성 요소인 것도 시사한다. 세균의 특징은 암 위험이나 예후 그리고 치료 반응과 관련이 있지만 종양 내의 세균이 종양 진행에 미치는 생물학적 기능은 여전히 불분명하다. 그 세균들이 종양 진행의 운전자인지 혹은 승객인지는 흥미로운 문제였다. 세균들에 납치된 종양 세포가 이전에 생각하던 것보다 더 흔할 수가 있고, 이는 종양 내 세균군이 종양 진행에서 수행하는 정확한 역할을 이해하는 것이 광범한 임상적 가치가 있는 것을 보여준다고 카이는 말했다.

이런 문제점들을 해결하기 위해 연구진은 세포 속에 상당한 양의 박테리아가 있는, 인간의 유방암과 유사한 유방암 생쥐 모델을 사용했다. 그들은 세균들이 암세포들과 함께 순환계를 통해 돌아다니면서 암 전이에 결정적인 역할을 수행할 수 있는 것을 발견했다. 구체적으로는 이들 승객 박테리아가 세포의 악틴 네트워크를 조절해서 혈류 내의 기계적인 스트레스에 저항하는 세포 생존을 촉진할 수 있다.

카이는 이렇게 말했다. “그렇게 많지도 않은 박테리아가 암 전이에 결정적인 역할을 수행할 수 있다는 사실에 우리는 처음에는 놀랐다. 훨씬 더 놀라운 점은 유방 종양에 박테리아를 단 1번 주입한 것이 원래 드물게 전이하는 종양이 전이를 시작하도록 만들 수 있는 것이었다. 세포 내 세균군은 광범한 종류의 암에서 초기 단계에 전이를 예방하기 위한 잠재적인 표적이 될 수가 있을 것이다. 그것이 나중에 암을 치료하는 것보다 훨씬 더 낫다.”

비록 이 연구가 암세포의 전이를 촉진하는 데 있어서 종양 내 박테리아가 분명한 역할을 하는 것을 밝혀냈지만, 연구진은 장내 미생물군과 면역체계가 종양 내 세균과 함께 공동으로 행동해서 암 진행을 결정할는지도 모른다는 가능성을 배제하지 않았다. 박테리아가 어떻게 종양 세포에 침입하는지, 세포 내 박테리아가 어떻게 숙주 세포 시스템에 통합이 되는지. 박테리아를 내포한 종양 세포들이 면역체계와 어떻게 상호작용을 하는지에 대한 더 심도 있는 미래의 분석이 클리닉에서 암 치료에 어떻게 항생제를 올바르게 사용할는지에 대해 통찰을 제공해줄 것이다.“

참조: A. Fu et al., "Tumor-resident intracellular microbiota promotes metastatic colonization in breast cancer" Cell. 2022 Apr 5;S0092-8674(22)00260-4. doi: 10.1016/j.cell.2022.02.027.