한국과학기술연구원(KIST)이 항암제 투여 용량과 기간 등을 수학적으로 최적화할 수 있다는 연구 결과를 18일 내놨다.
KIST는 천연물인포맥스연구센터 김은정 박사팀이 항암제에 내성이 있는 암 조직에 최적 투여 용량을 제안하는 수리 생물 모델을 개발했다고 발표했다.
수리 생물 모델은 생물학과 수학을 결합해 생물 현상을 설명하고 예측하는 것을 말한다. 예를 들면 식물이 빛을 받아 광합성을 통해 꽃이나 잎을 피우는 것을 수학적으로 표현할 수 있다. 암세포도 마찬가지다. 암의 진전 속도는 암세포의 성장 속도, 산소, 세포 성장 촉진 물질 등에 영향을 받는데 이를 변수화해 수학적으로 파악할 수 있다.
현재 표준 암 치료법은 환자에게 심각한 부작용이 나타나지 않는 선에서 최대 용량의 항암제를 주입하는 것이다. 이 경우 정상 세포가 손상되거나 내성이 높아지는 문제가 발생할 수 있다.
연구팀은 암 치료 중에 생긴 항암제 내성 발생 확률 등을 변수화한 수리 생물 모델을 만들었다. 이 모델로 항암제 용량 변화가 암 재발에 미치는 영향을 계산했다. 암세포 수 변화가 없어지는 균형점 조건을 찾고 이 균형점에 도달할 수 있는 항암제 용량 범위를 제안했다.
연구팀은 피부암의 일종인 흑생종 크기 변화를 수치 시뮬레이션해 이 수리 모델의 유효성을 검증했다고 밝혔다.
김은정 KIST 박사는 "앞으로 천연물 유래 항암제 후보 물질의 전임상 및 임상을 설계할 때 수리 생물 모델을 활용해 항암제의 적정 투여 용량을 제안할 계획"이라고 말했다.
과학기술정보통신부 중견연구사업의 지원을 받은 이번 연구성과는 국제 학술지 '카오스, 솔리톤스 & 프랙탈스'에 실렸다.
