국내 연구진이 위암의 위험을 6배 높이는 헬리코박터균 치료 물질을 발굴해 주목을 받고 있다. 항생제를 이용하던 기존 헬리코박터균 제균 치료에 새로운 대안을 제시하고, 세계 1위를 차지하고 있는 한국 위암 발병률을 낮출 수 있을지 기대가 높다.

한국생명공학연구원 국가아젠다연구부 손미영 박사 연구팀은 위 오가노이드를 이용해 헬리코박터 파일로리(헬리코박터균) 감염에 의한 위 세포 손상 기전을 규명하고, 이를 치료하는 후보물질을 발굴하는 데 성공했다고 12일 밝혔다.

헬리코박터균 감염증은 헬리코박터균이 위장 점막에서 기생하며 위염, 위궤양, 십이지장 궤양 및 위선암 등을 일으키는 질병이다. 전 세계 인구의 약 절반 정도가 헬리코박터균에 감염되어 있는 것으로 알려져 있으며 우리나라 감염률 역시 40~50%로 추정되고 있다.

헬리코박터균은 세계보건기구(WHO)가 지정한 1급 발암물질로, 헬리코박터균 감염 환자는 일반인보다 위암에 걸릴 위험도가 3~6배 높은 것으로 보고되고 있다.

항생제를 이용하던 헬리코박터균 치료 방식은, 위장 점막의 표면이나 위의 점액에 존재하던 균까지 치료 약물이 충분히 도달하지 못하는 한계가 있었다. 특히 제균 치료만으로는 손상된 위 점막을 복구할 수 없고, 유익균까지 제거되는 부작용이 있어 손상된 위 점막을 회복할 수 있는 치료제 개발에 대한 수요가 높았던 상황이었다.

손미영 박사 연구팀은 3차원 위 오가노이드를 활용해 헬리코박터균 감염 초기에 일어나는 위 점액세포 손상 기전을 규명하고, 감염으로 손상된 위 세포를 회복하게 하는 치료제 후보물질을 발굴했다.

헬리코박터균이 체내에 침입 시 처음 자리 잡는 위 전정부(antrum)의 특징을 갖는 전분화능 줄기세포 유래 3차원 위 오가노이드 제작에 성공하며 헬리코박터균이 분비하는 세포 공포화독소(VacA)에 의한 변화를 관찰하여 위 점막 세포 미토콘드리아의 기능 저하 현상을 밝혀내었다.

또 오가노이드 모델과 생쥐 모델에서 인산화효소(kinase) 저해제인 MLN8054가 VacA 독소뿐만 아니라 미생물 감염으로 손상된 위 상피세포를 회복하게 한다는 사실을 규명하며 헬리코박터균에 의한 위 손상 치료 후보물질로서의 활용 가능성을 확인했다.

손미영 박사는 "그동안 헬리코박터균 관련 연구에는 주로 암 세포주나 마우스 모델이 활용되었는데 이번 위 오가노이드 기반 연구로 한계로 지적되던 종간 특이성과 같은 한계를 극복해낼 수 있었다"며 "향후, 오가노이드를 활용하여 인체 반응 예측을 통해 유효성분을 빠르고 정확하게 도출하여 신약개발 성공률을 높일 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구성과는 9월 26일 세계적인 과학저널인 'Biomaterials' 온라인 판에 게재되었으며, 과기정통부 사업, 범부처 재생의료기술개발사업, 식약처 첨단 독성평가기술 기반구축사업, 생명연 주요사업의 지원으로 수행됐다.