유전자 편집의 암 퇴치의 과제와 기회

CRISPR는 Clustered Regular Interspace ed Short Palindromic Repeats의 약어로, 생물학적 연구에 혁명을 가져온 획기적인 유전자 편집 도구이다. DNA의 수정이 정확한 것이 암과의 싸움에서의 좋은 후보가 되고 있다. 복잡하고 다면적인 질환인 암은 정상 세포 행동을 변화시키는 돌연변이에 의해서 구동되고 제어되지 않은 세포 성장으로 이어진다. 화학 요법이나 방사선 요법 같은 전통적인 치료법은 암세포를 대상으로 하고 있지만, 건강한 세포에 영향을 주기 때문에 종종 중대한 부작용을 수반한다. CRISPR는 암의 발생에 관여하는 유전자를 편집함으로써 암을 근본적인 원인에서 배제할 가능성을 내포하고 있다. 암세포의 돌연변이를 교정하고 면역 시스템의 종양 퇴치 능력을 높이고 기존 치료법의 효과를 높이는 등 다양한 분야에서 새로운 희망을 제공한다. 그러나 CRISPR을 암 치료에 완전히 활용하기 위한 길은 과학적 윤리적인 과제의 양쪽에 차 있어요. 조기의 결과는 유망하지만 밖의 효과, 윤리적 우려, 규제 장벽 등 장애는 여전히 큰 장벽이 되고 있다.

돌연변이 표적화

CRISPR의 암 치료에 있어서 유망한 응용 중 하나는 암 발생으로 이어지는 유전자 변이를 표적으로 하여 수정하는 능력이다. 많은 암은 종양 유전자 또는 종양 억제 유전자의 특정 돌연변이에 의해 발생한다. 예를 들어 BRCA1 유전자와 BRCA2 유전자의 돌연변이는 유방암과 난소암과 관련이 있고 TP53 유전자의 돌연변이는 다양한 암과 관련이 있다. 크리스퍼는 연구자들이 이러한 돌연변이를 정확하게 제거하고 유전자 코드를 복구할 수 있게 해 암의 진행을 막을 수 있게 해준다.
크리스퍼를 사용해 암을 유발하는 변이를 표적으로 한 초기 연구는 고무적인 결과를 보여준다. 동물 모델에서는 연구자가 종양 유전자를 편집하는 데 성공하여 종양의 퇴행을 일으켰다. 인간의 임상 시험에서는, 과학자들은 CRISPR을 사용해 암세포를 특히 표적으로 하는 것에 임하고 있어, 건강한 세포에 손상의 위험을 저감하고 있다. 이것은 화학 요법과 같은 기존 암 치료의 큰 한계이다.
그러나 잠재적인 가능성은 크지만 외의 효과는 큰 과제를 가져온다. 크리스퍼는 반드시 정확한 표적 부위를 절단하기에 완벽하지 않으며, 게놈의 다른 부분을 의도하지 않게 편집하면 원치 않는 돌연변이로 이어져 아이러니하게도 2차 암 발생을 포함한 새로운 건강 문제를 일으킬 수 있다. 과학자들은 기지 편집 등 고도화를 통해 크리스퍼의 정확성을 높이기 위해 노력하고 있지만 의도치 않은 결과가 발생할 위험성은 여전히 허들로 남아 있다.

면역요법 강화

CRISPR의 또 다른 흥미로운 기회는 면역요법 분야, 특히 CAR-T 세포 요법의 효과를 개선하는 데 있다. CAR-T 치료는 환자의 면역세포(T세포)가 암세포를 인식해 공격하도록 공학적으로 설계하는 최첨단 치료법이다. 이런 T세포에 키메라 항원 수용체(CAR)를 장착하면 암세포 표면에 발견된 특정 단백질을 표적으로 삼을 수 있어 더욱 정밀한 공격으로 이어진다. 
크리스퍼는 T세포의 정밀한 편집을 가능하게 하고 암과 싸우는 능력을 높임으로써 CAR-T 요법을 개선했다. 크리스퍼를 사용하면 과학자들은 T세포에서 특정 유전자를 제거할 수 있고, 그것들이 종양을 공격하는 데 더 강력해진다. 이 접근법은 이미 CAR-T 요법이 눈부신 성공을 나타내고 있는 백혈병이나 림프종과 같은 혈액암에 특히 유망하다.
이 분야의 중요한 과제 중 하나는 종양의 회피이다. 암세포는 표면 단백질을 진화·변화시킬 수 있어 CAR-T 세포가 이를 인식해 공격하기 위해 어려워진다. 게다가 고형 종양은 혈액암에 비해 CAR-T 세포가 침윤하기에 더 어려운 환경을 보여준다. CRISPR 기술은 T세포의 지속성과 종양의 미세환경을 탐색하는 능력을 향상하기 위해 사용되고 있다.
이러한 진전에도 불구하고 CRISPR을 이용한 면역요법은 여전히 물류 및 비용 관련 몇 가지 과제에 직면해 있다. 변형된 T세포를 환자에게 추출·편집·재융합하는 과정은 복잡하고 비용이 많이 들어 많은 환자가 접근하기 어렵다. 연구자들은 이 과정을 합리화하고 비용을 절감하기 위해 적극적으로 노력하고 있지만 광범위한 사용은 아직 조금 앞선다.

약물 개발 및 스크리닝 도구로서의 CRISPR

크리스퍼는 직접적인 치료법으로서뿐만 아니라 약물 개발 및 암 검진을 위한 강력한 도구로서도 가치가 있다. 정확한 유전자 조작을 작성함으로써 과학자들은 CRISPR을 사용하여 암 발생과 진행에서 특정 유전자의 기능을 연구할 수 있다. 이를 통해 신약의 표적을 파악하고 가능한 치료법을 테스트할 수 있다. 예를 들어, CRISPR은 인간 암에서 볼 수 있는 유전자 변이를 정확하게 재현하는 암세포 모델을 만드는 데 사용되고 있다. 이러한 모델을 통해 연구자들은 다른 약물이 특정 돌연변이를 가진 암세포에 어떤 영향을 미치는지 테스트할 수 있고 약물 발견 과정을 가속할 수 있다. 또한 CRISPR은 암세포가 화학요법이나 다른 치료에 의해 내성을 갖는 유전자를 식별하는 데 사용될 수 있으며, 약제 내성을 극복하기 위한 새로운 방법을 제공한다. 
또한 CRISPR은 암의 조기 발견을 위한 도구로 연구되고 있다. CRISPR 기반의 진단은 암의 존재를 나타내는 유전자 마커를 특정하고 표적화함으로써 보다 조기에 더 정확한 암 진단으로 이어질 수 있다. 조기 발견은 암 생존율을 개선하기 위해 중요하다. 왜냐하면 치료는 종종 질병의 초기 단계에서 더 효과적이기 때문이다. 그러나 이러한 발견을 실용화하는 데는 아직 과제가 남아 있다. 인간 환자에서 CRISPR의 광범위한 사용에 관한 규제 및 윤리적 우려에 대처해야 하며, CRISPR 기반 치료 및 진단의 안전성과 유효성을 확인하기 위한 장기적인 연구가 필요하다.

 

CRISPR 기술은 암 치료에 혁명을 가져올 가능성을 내포하고 있으며, 보다 효과적이고 표적 치료에 대한 희망을 제공하고 있다. 크리스퍼는 과학자들이 암 발생을 담당하는 유전자를 직접 편집할 수 있도록 함으로써 환자 암의 특정 유전자 프로파일에 맞는 치료가 가능해지는 개인화된 의학으로 가는 길을 열어준다. CRISPR을 면역요법과 약물 개발에 사용하는 것은 이 복잡한 질병과 싸우기 위한 도구로서의 범용성도 강조하고 있다. 그러나 CRISPR의 연구실에서 클리닉으로 가는 길은 결코 쉬운 것이 아니다. 표적 외 효과의 위험, 유전자 편집을 둘러싼 윤리적 딜레마, CAR-T 세포와 같은 고도의 치료가 높은 비용은 중대한 과제를 제시하고 있다. 또한 규제기관은 CRISPR 기반의 치료법이 널리 채택되기 전에 그 안전성을 신중하게 평가해야 한다. 연구가 진행됨에 따라 CRISPR을 둘러싼 흥분과 위험과 한계를 신중하게 고려하여 균형을 잡는 것이 필수적이다. 암 치료에서 CRISPR의 장래는 큰 가능성을 내포하고 있지만, 이 과제를 극복하는 것이, 세계에서 가장 치명적인 질병과의 싸움에서 그 가능성을 최대한으로 끌어내는 열쇠가 될 것이다.