최적 항암제 투약용량·기간, 내성 고려 수리모델로 예측한다

KIST, 항암제 내성·암세포 가소성 고려 최적 용량 계산 수리모델 개발

암세포의 항암제 내성과 적응 능력 등을 분석해 최적의 항암제 용량과 투약 기간을 계산하는 수리 모델이 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 천연물인포매틱스연구센터 김은정 선임연구원팀이 항암제에 내성과 가소성이 있는 암 조직 치료에 효과가 있는 최적 용량을 제시하는 수리 모델을 개발했다고 18일 밝혔다.

연구팀은 기존 수리모델에서 고려하지 않았던 암세포 성장 속도와 항암제 내성 발생 확률, 암세포가 환경 조건에 적응하고 살아남는 능력(가소성)의 변화 등 암세포 특성을 변수로 설정해 항암제 용량 변화에 따라 암 재발에 미치는 영향을 계산했다.

이 모델은 특성이 다른 암세포 간 경쟁을 수학적으로 표현해 항암치료 중 암세포 수의 변화를 분석한다.

이를 바탕으로 암세포 수 변화가 없는 균형점 조건을 찾고, 여기에 도달할 수 있는 암의 초기 조건과 항암제 용량 범위를 제안한다.

연구팀은 이렇게 만든 항암제 유효 범위를 검증하기 위해 피부암 중 하나인 흑색종의 크기 변화를 수치 시뮬레이션으로 예측했다.

그 결과 항암제 휴식기를 통해 종양세포가 항암제에 영향을 잘 받도록 유도한 다음, 다시 항암제 치료를 하면 종양 크기를 일정 수준 이하로 유지할 수 있음을 확인했다.

연구팀은 다른 암종에서도 치료 중단 시기와 용량 조절 전략을 수립하는 등 환자 맞춤형 전략 수립이 가능하고, 임상시험 전 항암제 후보물질의 유효 용량 범위를 예측해 치료제 개발에도 활용할 수 있을 것으로 기대했다.

김 선임연구원은 "모델은 암 환자의 종양 크기와 특성 변화를 예측할 수 있고, 환자 맞춤형 항암제 투여 전략을 제시할 수 있다"며 "향후 천연물 유래 항암제 후보물질의 동물실험 및 임상시험을 설계할 때 수리 생물 모델을 활용해 암 크기를 지속해서 조절할 수 있는 투여 용량을 설정할 계획"이라고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 '카오스, 솔리톤 앤드 프랙탈' 2월호에 실렸다.

/연합뉴스