기존에 피부, 암, 조직재생 등 다양한 질환에 활용되고 있는 바이오 플라즈마가 정상세포의 손상은 최소화하고, 암세포만 선택적으로 공격해 암 치료 효과를 높이는 역할을 하는 것이 새롭게 규명됐다.

아주대병원 이비인후과 김철호 교수팀(강성운 연구교수, 이대목동병원 이비인후과 윤주현 교수)은 이번 연구에서 바이오 플라즈마가 섬유육종세포(악성암)에서 세포사멸, 즉 세포가 스스로 죽는 과정을 촉진해 암세포를 없앤다는 것을 확인했다.

그 기전을 살펴보면, 암세포에서 바이오 플라즈마가 활성산소종(ROS)을 증가시켜 산화적 스트레스를 유도하고 이로 인해 암세포의 미토콘드리아 기능 저하 및 자가포식 억제와 같은 메커니즘을 일으켰다.

반면 정상세포인 섬유아세포에서는 항산화 유전자인 NRF2 발현이 증가해 활성산소종에 의한 세포 손상이 최소화되는 것을 확인했다.

다시 말해 바이오 플라즈마를 암세포와 정상세포에 동일하게 적용하면, 정상세포의 경우 문제없이 작동하는 ’항산화시스템‘에 의해 활성산소종이 제거되는 반면, 암세포의 경우 이미 증가해 있는 활성산소종에 활성산소종을 더 유발해, 결국 세포 사멸에 이르게 된다.

교수팀은 “바이오 플라즈마를 이용해 암세포에만 선택적으로 세포사멸 기전을 일으킴으로써 암 치료 효과를 극대화할 뿐 아니라 치료과정에서 발생할 수 있는 부작용을 줄일 수 있음을 확인했다.”라고 말했다.

김철호 교수는 “기존에 없던 새로운 암 치료 접근 방법을 제시했다. 이는 대부분의 암에서 적용 가능할 것으로 보인다.”라며, “앞으로 후속 연구를 통해 실제 임상에서 유용한 치료방법으로 이용되길 바란다.”라고 밝혔다. 

이번 연구는 최근 생물학 분야 권위지 ’세포 소통과 신호전달(Cell Communication and Signaling)‘에 ’Non-thermal atmospheric pressure plasma induces selective cancer cell apoptosis by modulating redox homeostasis(비열 대기압 플라즈마로 유도된 활성산소종에 의한 선택적 암세포 세포사멸)란 제목으로 게재됐다.

한편 플라즈마는 기체에 강한 에너지를 줘 전자와 이온이 분리돼 균일하게 존재하는 상태로, 흔히 고체, 액체, 기체 외의 제4의 물질 상태라고 불린다.

암 치료 시 암(종양) 절제술과 함께 항암치료를 위해 화학요법이나 방사선 치료로 암세포의 크기를 줄이거나 없애는 데, 이때 암세포 주변 정상세포에도 영향을 줘 급만성 부작용을 일으키는 것이 문제다.

[메디컬월드뉴스 김영신 기자]

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