바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀 개발기술은 암환자의 유전자 변이 정보와 세포내 분자네트워크 정보를 통합하여 시스템생물학 분석을 수행하는 새로운 기술이다.

암세포와 관련된 대규모 유전자 변이 정보를 통합하고 이를 반영한 암세포 특이적인 생체분자네트워크에 약물효과를 모사한 섭동분석을 수행했다.

약물에 의해 변화하는 네트워크의 동역학적 특성을 분석함으로써 약물 반응의 예측뿐만 아니라 약제 내성을 유발하는 작동 메커니즘의 규명 및 이를 극복할 수 있는 최적의 약물 타깃을 제시할 수 있다.

암 치료를 위한 기존의 연구는 실험 및 통계적 데이터 분석에 의존하여 생체분자간의 상관관계를 설명할 수 있으나, 근본적으로 메커니즘 관점에서 이들의 인과관계에 대한 설명이 불가능하다.

반면에 본 기술은 생체분자네트워크의 동역학 분석을 통해, 생체분자네트워크가 자극 또는 약물에 대해 어떤 내부적인 동역학 변화를 유발하여 세포 반응을 결정하는지에 대한 인과관계를 밝힐 수 있기 때문에 기존 연구방법에 비해 생체메커니즘에 대한 이해와 함께 보다 정확한 약물 타깃을 제시할 수 있다.

또한 기존의 알려진 약물들을 조합했을 때 관찰되는 시너지 효과를 예측하여 단일 표적항암제로 인한 항암 내성을 극복할 수 있는 최적의 약물 조합을 탐색할 수 있다.

바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀 개발 기술은 가상실험을 통해 약물반응 예측 및 효과적인 약물 타깃을 선별함으로써 기존 신약개발과정에서 소모되는 천문학적인 비용과 시간을 획기적으로 줄이고 신약개발의 성공 확률을 높일 수 있다.

단일 표적항암제로 인한 항암 내성을 극복할 수 있는 최적의 약물조합을 탐색할 수 있고, 궁극적으로 환자의 유전자 변이 정보를 반영한 분석결과를 바탕으로 개인맞춤형 치료전략 수립이 가능하다.

예상하지 못한 독성, 부작용으로 인해 개발이 중단된 약물에 대해서도 그 원인 메커니즘을 분석하여 약물재창출 또는 개선된 약물 타깃을 제시해줄 수 있다.

▲ 암세포 네트워크의 끌개 동역학에 기반한 약물 반응 예측기법(좌) 및 응용(우)

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