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  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.