암 환자 근육·지방 지키는 항체 개발…KAIST, 악액질 치료 후보물질 확보

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 암 환자가 음식을 먹어도 근육과 지방이 계속 줄어드는 '암 악액질'을 완화할 항체 치료제 후보물질이 국내연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST·카이스트)은 생명과학과 김호민 교수팀이 의과학대학원 송민호 교수(토르테라퓨틱스 대표) 연구팀과 공동으로 암 악액질 치료용 항체 후보물질 'GB2Ab'를 발굴했다고 29일 밝혔다.

암 악액질은 단순한 식욕저하와 달리 암으로 인해 에너지 대사와 영양분 이용방식이 달라지면서 체중과 골격근, 지방조직이 함께 감소하는 합병증이다. 영양 공급만으로는 충분한 회복이 어려워 환자의 신체기능과 삶의 질을 떨어뜨리고 항암치료에도 부담을 줄 수 있다.

이번에 연구팀은 암 악액질에 관여하는 GDF15 단백질과 이를 받아들이는 뇌간의 GFRAL 수용체에 주목했다. GDF15가 증가하면 GFRAL을 통해 식욕을 억제하고 에너지 대사에 영향을 주는 신호가 전달된다. 연구팀은 GDF15 자체를 제거하는 대신 신호를 받아들이는 수용체를 직접 차단하는 방식의 연구를 진행했다.

GB2Ab는 GFRAL에 강하게 결합해 신호 전달을 억제하는 항체로 연구팀은 항체와 수용체가 결합한 구조를 2.3옹스트롬(Å) 해상도로 분석해 항체가 수용체의 구조를 변화시키며 결합하는 '유도 적합' 원리를 규명했다.

또 항체가 GFRAL과 신호전달 단백질 RET의 결합을 방해한다는 점을 확인하고 구조정보를 바탕으로 항체의 인간화와 생산성·안정성 개선을 진행했다.

대장암으로 악액질이 발생한 생쥐에 항체를 투여한 결과, 음식 섭취량이 회복됐고 종양 무게를 제외한 체중은 대조군보다 약 20% 높았다.

특히 골격근과 지방조직의 손실도 줄었으며 악력은 29% 개선돼 정상 생쥐의 약 90% 수준에 도달했다.

몸의 에너지 사용과 긴장 반응을 조절하는 교감신경의 과도한 활성도 감소했다. 이는 항체가 식욕 저하뿐 아니라 에너지를 지나치게 소모하게 하는 신경 신호까지 억제할 수 있음을 의미한다.

연구팀은 정상 생쥐에 체중 1㎏당 100㎎의 고용량을 투여했을 때는 체중과 음식 섭취량에 뚜렷한 이상이 관찰되지 않았고 설명했다.

연구팀은 향후 면역항암제와 함께 사용했을 때의 효과도 확인할 계획이다.

혈액 속 GDF15를 직접 중화하는 방식과 달리 GFRAL 수용체를 차단해 암 악액질을 완화할 수 있다는 전임상 근거를 제시한 이번 연구결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 지난 28일 게재됐다.

김호민 교수는 "이 연구는 GFRAL 수용체를 직접 차단하는 항체를 개발하고 구조분석으로 작동 원리를 밝힌 뒤 생쥐 실험에서 식욕과 체중 회복 및 근육 손실 완화 효과를 확인했다는 데 의미가 있다"며 "후속 연구를 통해 암 환자의 신체 기능을 보존하고 항암치료를 이어가는 데 도움을 줄 수 있는 치료제로 발전시키겠다"고 말했다.

송민호 교수는 "축적된 신약개발 역량을 바탕으로 후속 개발을 가속화하고 있다. 암 환자의 삶의 질을 높이고 항암치료를 지속하는 데 도움을 줄 수 있는 치료제로 고도화할 것"이라고 밝혔다.


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