올해 4월, 일요일 오후였습니다.
전화기가 울려
받았습니다.
목소리가 들렸습니다. “나 레베카야.
너를 초대 하려고 전화했어.
내 장례식으로."
저는 물었습니다. “레베카, 도대체 무슨 말이야?”
그녀는 말했습니다. “조이, 친구로서 이제 나를 놓아줘.
너무 지쳤어.”
다음날 레베카는 죽었습니다.
당시 레베카는 31살이었습니다.
유방암과 8년이나 싸웠고
암은 세 차례 재발했습니다.
저는 레베카를 구하지 못했습니다.
과학계도 구하지 못했습니다.
의학계 또한 실패했습니다.
레베카 하나만이 아닙니다.
5초마다
누군가 암으로 죽습니다.
오늘도 우리 의학자들은
레베카 같은 암 환자가 마지막이기를 바라며
연구에 전념을 다하고 있습니다.
미 정부만 해도 무려 천억 달러가 넘는 예산을
1970년 이래 암 연구에 투자했지만
암 환자의 생존율은 크게 높아지지 못했습니다.
특히 매우 공격적인 유형의 암에 걸렸을 때 생존율이 낮습니다.
변화가 필요합니다.
여태까지 해온 방법이 통하지 않기 때문입니다.
암 치료는 소방관을 보내는 것과 같습니다.
암은 커다란 화재와 비슷하기 때문입니다.
이 소방관은 항암제입니다.
하지만 우리는 소방관을 소방차도 없이 보냅니다.
운송 수단이 없으므로
사다리도 응급 장비도 없습니다.
99%를 넘는 소방관이 화재 현장에 도착하지 못합니다.
99%가 넘는 항암제가 종양에 도달하지 못합니다.
항암제가 목표로 하는 종양으로 갈
운송 수단과 도구가 없기 때문입니다.
알고보니 진짜 문제는 모두 종양이 있는 위치였습니다.
(웃음)
따라서 항암제를 종양으로 보낼 소방차가 필요합니다.
나노입자가 바로 이 소방차 같은 역할을 할 수 있습니다.
우리는 항암제를 나노입자 내부에 실을 수 있고
나노입자는 운반책이자
필요한 장비로서 기능하여
항암제를 종양의 깊숙한 지점으로 보낼 수 있습니다.
그런데 나노입자란 무엇이고
나노입자는 얼마나 작은 걸까요?
다양한 소재를 이용해 만든
서로 다른 종류의 나노입자가 있는데
예로 금속 기반 나노입자와
지방 기반 나노입자가 있습니다.
하지만 나노입자처럼 작은 크기를 실제로 보려면
머리카락 한 올을 뽑아
현미경으로 봐야 합니다.
여기 매우 가는 머리카락 한 올이 있습니다.
제 머리카락은 지름이 대략 4만 나노미터쯤 됩니다.
이는 나노입자 400개를
수직으로 쌓아 올리면
머리카락 한 올만 한 두께가 된다는 이야기입니다.
저는 암을 비롯한 다양한 질병과 싸우기 위해 설립한 나노입자 연구소를
이곳 잭슨빌의 메이오클리닉 (Mayo Clinic)에서 이끌고 있습니다.
메이오클리닉에서
저희는 정말 훌륭한 장비로 환자들을 치료합니다.
이는 모두 아낌없이 기부 하시고 연구에 자금을 대주신 덕분입니다.
어떻게 나노입자들을 이용해 항암제를
종양으로 옮길 수 있을까요?
나노입자에는 다용도 도구함이 있습니다.
나노입자의 도움을 받지 못한 항암제는 콩팥을 거치며
몸 안에서 빠르게 약효가 떨어지는데
항암제가 너무 작기 때문입니다.
이는 물이 체를 빠져나가는 것과 비슷합니다.
따라서 항암제가 종양까지 도달할 시간이 부족합니다.
여기 그림을 보여드리겠습니다.
소방관, 즉 항암제가 있습니다.
그들은 혈액을 타고 순환하지만,
몸에서 빠르게 약효가 약해져
종양 내부까지 침투하지 못합니다.
하지만 항암제를 나노입자에 실으면
몸 안에서 약효가 약해지지 않을 것입니다.
나노입자가 너무 크기 때문입니다.
나노입자는 혈액을 타고 순환을 지속하며
항암제가 종양을 찾기 위한 시간을 더 벌여줄 것입니다.
여기 항암제, 소방관이
소방차, 즉, 나노입자 안에 있지요.
혈액을 타고 순환하며
항암제의 약효가 빠지는 것을 막고
실제로 종양에 도달합니다.
나노입자가 또 어떠한 도구들을 지니고 있을까요?
나노입자는 항암제를 몸 안에서 파괴되지 않게 보호할 수 있습니다.
항암제는 무척 중요하지만 민감한 약물로
혈액에 있는 효소에 쉽게 훼손됩니다.
따라서 항암제를 나노입자로 보호하지 않으면
제대로 기능할 수 없습니다.
또 다른 나노입자의 도구는 표면 연장입니다.
표면 연장은 손가락이 있는 작은 손처럼 종양을 잡고
정확히 그 위로 연결되어
나노입자가 순환하며
암세포 표면에 붙어
항암제가 자기 일을 할 수 있게 시간을 벌어줍니다.
이 외에도 나노입자는 다양하고 많은 도구를 지니고 있습니다.
오늘날
전 세계에 있는 환자를 대상으로 암세포를 치료하기 위해
나노입자를 활용한 사례가 10건 이상 임상적으로 입증되었습니다.
그러나 여전히 레베카처럼 사망한 환자들이 있습니다.
그렇다면 현재 입증된 나노입자에
어떠한 문제점과 한계가 있을까요?
주요 문제는 간입니다.
간은 인체의 여과 시스템으로
몸 밖에서 침입한 대상을 찾아내어 파괴합니다.
예를 들어 바이러스와 박테리아 그리고 나노입자 또한 파괴합니다.
또한 간에 있는 면역세포는 나노입자를 먹어 치워
종양에 도달하지 못하게 합니다.
여기 그림을 보시면 콩팥이 더 이상 문제 되지 않음에도
소방차들, 즉, 나노입자들이
간에 막혀서
오직 일부만 종양에 도달합니다.
따라서 나노입자를 개선하기 위한 향후 전략은
간에 있는 면역 세포를 일시적으로 무력화하는 것입니다.
어떻게 이 세포들을 무력화할 수 있을까요?
저희는 암과 다른 증세를 다루기 위해 임상적으로 승인된
다른 약물들을 연구하고 있었습니다.
혹시 그 중에 면역 세포가 나노입자를 못 먹게
막을 수 있는 약물이 있는지 보기 위해서였죠.
뜻밖에도 임상 전 연구 중 한 곳에서
개발된 지 70년 된 말라리아 치료제가
면역 세포로 하여금 나노입자를 내복화하는 것을 막아
나노입자가 간을 통과해
종양으로 계속 갈 수 있게 한다는 것을 발견했습니다.
여기 그림을 보시면 간을 막아서
나노입자가 그쪽으로 가지 않고
대신 종양으로 갑니다.
때때로 과학에서는 예상치 못한 연결이
새로운 해결책으로 이끌기도 합니다.
나노입자가 간에 막히는 것을 방지할
다른 전략은
신체 고유의 나노입자를 사용하는 것입니다.
그렇죠. 놀라운 일입니다.
여러분과 우리 모두의 몸 안에 많은 나노입자가
순환하고 있습니다.
그 나노입자들은 신체의 일부이기 때문에
간이 외부에서 침입한 것으로 취급할 가능성이 작습니다.
이러한 생물학적 나노입자들은
침과 혈액과 소변 그리고 췌액에서 발견할 수 있습니다.
몸에서 그것들을 모아
항암제를 위한 소방차로 사용할 수 있습니다.
이 경우
간의 면역 세포가 생물학적 나노입자를
먹을 가능성이 줄어듭니다.
따라서 트로이 목마와 비슷한 방법을 사용해
간을 속인다고 할 수 있습니다.
여기 보시면 생물학적 나노입자가
혈액을 타고 순환합니다.
간에 들키지 않은 채로
종양에 도달합니다.
미래에는
자연 고유의 나노입자로
항암제를 옮겨
항암제가 엉뚱한 지점에서 막히는 것을 방지해
부작용을 줄이고 생명을 살리고자 합니다.
하지만 주요한 문제는 다음과 같습니다.
어떻게하면 이 생물학적 나노입자에 손상을 가하지 않고
대량으로 격리할 수 있을까요?
저의 연구소는 이를 위해 효율적인 방법을 개발했습니다.
우리는 대량의 체액을 처리해
농도 높고 질 좋은 배합의
생물학적 나노입자를 만들 수 있습니다.
이 나노입자들은 아직 임상에서 사용할 수 없습니다.
일반적으로 12년이라는 시간이
실험 결과를 연구실에서
실생활로 전파하는 데 소요되기 때문입니다.
이는 암과의 싸움에 삶을 헌신하는
과학자들과 의사들이
힘을 합쳐야 하는 도전입니다.
우리는 환자들이 주는 영감을 통해 계속 연구합니다.
저는 우리가 지속적으로 나노의학을 연구한다면
건강한 신체 기관에 해를 줄이고
삶의 질을 올리며
앞으로 발생할 환자들을 구할 수 있으리라 믿습니다.
저는 이런 상상을 합니다.
만약 이 치료법을 레베카에게 쓸 수 있었다면
그날 받은 전화가
다른 종류의 초대
장례식이 아닌
결혼 초대였을 수도 있었다고.
감사합니다.
(박수)