암 치료, 수명과 관련된 텔로미어의 미스테리를 풀다

텔로미어는 그 독특한 기능 때문에 암 발생과 연계되어 왔으며 암 치료의 표적으로 점점 더 가능성을 보이고 있다.

그 비밀은 텔로미어의 길이에 있다. 세포가 분열할 때마다 내부의 염색체들은 짧아진다. 하지만 텔로미어가 염색체의 끝을 보호해주기 때문에 염색체의 유일하게 손실된 부분은 텔로미어다.

염색체 내의 귀중한 DNA는 텔로미어로 인해 보존된다. 보통 50회에서 70회 정도로 세포가 분열하면, 염색체의 텔로미어가 너무 짧아져 더 이상 보호를 제공할 수 없다. 이것은 세포의 분열 능력에 영향을 미치고, 염색체 단말이 함께 붙어버리도록 하여, 암을 유발할 수도 있는 유전적 대혼란을 일으킨다.

텔로미어는 염색체를 보호하는 능력으로 1970년대에 처음 인식되었다. 그 이후, 연구원들은 암에서 텔로머라아제라고 알려진 관련 효소가 하는 역할에 대한 새로운 이해를 하게 되었다.

실마리가 되는 효소

텔로머라아제(말단소체복원효소)는 거의 90%의 암에서 모든 병기와 등급에 걸쳐 검출된다. 이것은 텔로머라아제 돌연변이가 일반적으로 암 진행의 초기 현상이라는 것을 암시한다.

엠디엔더슨 암센터의 디나르도 박사는 골수이형성 증후군이라고 알려진 질병의 집단을 포함하는 유전성 혈액 악성종양에 관한 MD 앤더슨 프로그램을 이끌고 있다. 이러한 증후군을 가진 사람들은 텔로미어 유지와 관련된 유전자 돌연변이를 물려받아 특정 암에 걸릴 더 높은 위험에 처하게 된다. 많은 사람들은 또한 특이한 피부와 머리카락 변색과 손톱 질환 그리고 입안의 흰 반점과 같은 독특한 증상들을 공유한다.

디나르도 박사는 "선천성 각하 이상증(DC)으로 알려진 텔로미어 증후군 환자들은 매우 짧은 텔로미어를 가지고 있으며 골수 기능 부전과 급성 골수성 백혈병 그리고 골수 이형성 증후군(MDS)으로 알려진 골수 장애의 위험이 증가한다. 그들은 또한 고형종양과 폐 조직에 흉터가 형성되어 심각한 호흡장애로 이어지는 호흡기 질환인 폐 섬유증에 걸릴 위험이 증가한다"고 말했다. 

어린 나이에 선천성 각하 이상증(DC) 진단을 받은 사람들은 나중에 급성 골수성 백혈병(AML)이나 골수 이형성 증후군(MDS)에 감염되기 쉽다는 것이 관찰된 바 있다. 

과학자들은 텔로미어 길이를 측정함으로써 암을 발견하거나 암에 걸리기 쉬운 정도를 더 일찍 발견할 수 있고 현재의 텔로미어 기반 연구에 기초한 개선된 치료법을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

2016년 6월 국제 분자 과학 저널에서 디나르도 박사는 일찍이 골수 이형성 증후군(MDS)에 대한 감수성을 인식하는 가능성에 대해 다음과 같이 썼다.

젊은 성인의 산발적인 원발 골수 이형성 증후군(MDS) 또는 MDS의 가족 집단 이력의 사람들 사이에서 MDS에 대한 근본적인 민감성은 이전에 고려된 것보다 더 흔할 수 있다.

유전성 증후군 가능성 있는 환자를 인지하고 유전자 평가 및 상담에 참고하면 치료뿐 아니라 환자와 가족에 대한 교육과 위험 평가, 심리사회적 지원 등에 귀중한 통찰을 얻을 수 있다.

혈액학적 악성종양을 가진 사람들 중 10%가 텔로미어 증후군과 관련된 암의 근본적인 소인을 가지고 있을 수 있다고 디나르도 박사는 말했다. 이것은 이전에 생각했던 것보다 훨씬 높은 수치다.

치료 표적

텔로머라아제는 대부분의 종양 유형에서 발견되기 때문에 암 치료의 주요 표적이다. 타임텔스태트와 백신을 포함한 몇몇 항 텔로머라아제들이 연구 중에 있다.

텔로머라아제에 기초한 면역요법은 또 다른 매력적인 암 치료법이다. 암세포에 의한 텔로메라아제 분해는 종양 표면에 노출되는 단백질 조각과 펩타이드를 만들기 때문에 가능한 것으로 연구되고 있다.

백혈병 전문 교수인 시모나 콜라 박사는 텔로머라아제와 텔로머라아제가 말단소립 유지 유전자의 결함과 관련된 질환의 그룹에 속하는 급성 골수성 백혈병과 골수이형성 증후군과 같은 암에 어떻게 영향을 미치는지 연구하고 있다.

콜라 박사는 암 생물학 박사 후 연구원인 데릭 옹과 암 생물학 교수이자 MD 앤더슨의 회장인 로날드 데핀토 박사와 함께 텔로미어 기능장애와 골수 이형성 증후군 사이의 직접적인 연관성을 발견했다. 그들의 발견은 ‘Cancer Cell’에 작년에 발표되었다.

콜라 박사는 "골수 이형성 증후군(MDS) 위험에는 고령화와 치료로 인한 DNA 손상 또는 텔로미어 단축이 포함되지만 텔로미어 침식이 MDS를 직접 유발하는지 여부는 알려지지 않았다. 우리의 연구는 텔로미어 손실로 인한 DNA 손상이 이 장애와 관련이 있다는 증거를 제공했다"고 설명했다. 

콜라 박사는 그들의 발견이 MDS의 나쁜 예후가 짧은 텔로미어와 줄기세포의 DNA 손상 증가와 강한 상관관계가 있다는 오랜 관찰과 일치한다고 덧붙였다. 그녀는 이러한 이해의 개선을 통하여, 오늘날 줄기세포 이식 없이는 불치병으로 여겨지는 MDS를 예방하고 치료하기 위한 매우 구체적인 위험 바이오마커를 제공해야 한다고 믿는다. MDS 환자들은 진단 당시 추가적인 질병으로 인해 일반적으로 이용할 수 없는 선택 사항이다.

연구원들은 또한 텔로미어 유지 경로에 영향을 미치는 유전이 된 돌연변이를 가진 줄기세포가 어떻게 암이 발병하는 동안 텔로미어 기능을 회복시킬 수 있는지 연구하고 있다.