1. 암의 끝없는 식욕과 '바르부르크 효과'
암은 탐욕스러운 괴물과 같아서 그 식욕은 결코 멈추지 않는다. 17세기에는 종양 위에 날고기를 얹어 암이 대신 먹기를 바랐을 정도로, 암의 식욕은 오래전부터 공포의 대상이었다.
1900년대 초 독일의 생리학자 오토 바르부르크는 놀라운 사실을 발견했다. 암세포가 정상 세포와 달리 산소를 거의 쓰지 않고 포도당을 비정상적으로 많이 소모한다는 것이었다. 정상 세포는 포도당 하나로 30개의 ATP를 만들지만, 암세포는 고작 2개만 만들고 나머지는 젖산으로 배출한다. 매우 비효율적인 방식이지만 암세포는 효율성보다 빠르게 먹고 성장하는 속도를 선택했다. 이 현상을 '바르부르크 효과'라고 한다. 오늘날 우리는 이 성질을 이용해 포도당 소비가 많은 부위를 찾아내는 PET 스캔으로 암을 진단한다.
암세포가 포도당을 좋아한다는 점에 착안해, 탄수화물을 줄이거나 설탕을 피하는 식이요법으로 암을 굶겨 죽이려는 시도가 많았다. 하지만 암은 만만치 않았다. 암세포는 스스로 생존하기 위해 혈관 내피 성장인자라는 신호를 내보내 자신에게 영양분을 공급할 새로운 혈관을 직접 끌어온다. 이 과정에서 주변 조직까지 파괴하며 에너지를 확보한다.
3. 암의 강력한 경쟁자, 갈색 지방의 발견
그런데 과학자들은 PET 스캔을 분석하던 중 흥미로운 발견을 했다. 성인의 몸에서도 암세포만큼 격렬하게 포도당을 소모하는 조직이 있었다. 바로 '갈색 지방'이었다. 에너지를 저장하는 흰 지방과 달리, 갈색 지방은 에너지를 태워 열을 내는 역할을 한다.
2021년 스웨덴 카롤린스카 연구소는 놀라운 실험 결과를 발표했다. 갈색 지방이 활성화될수록 암세포가 가져갈 포도당을 가로채 암의 성장을 80% 이상 억제한다는 것이었다. 실제 림프종 환자에게서도 갈색 지방이 암세포와 포도당 경쟁을 벌여 종양의 증식을 줄이는 가능성이 확인되었다.
하지만 갈색 지방에는 치명적인 한계가 있었다. 약 16°C 이하의 추운 환경에서만 활성화된다는 점이었다. 이를 해결하기 위해 2025년 2월 미국의 연구팀은 크리스퍼 유전자 편집 기술을 활용하여 일반적인 흰 지방을 갈색 지방처럼 작동하는 '베이지 지방'으로 변환시키는 데 성공했다.
에너지 연소 스위치인 UCP1, PGC1α 등의 유전자를 강제로 활성화하자, 에너지를 저장만 하던 세포가 스스로 연료를 태우는 조직으로 탈바꿈했다.
5. 암을 굶기는 새로운 전략
연구팀은 이 베이지 지방을 암세포 주변에 이식하여 암과 에너지 경쟁을 시켰다. 결과는 극적이었다. 베이지 지방이 엄청난 속도로 포도당을 흡수해 태워버리면서, 에너지원이 고갈된 종양의 크기가 3주 만에 절반 이하로 줄어들었다. 암보다 더 강력한 식욕을 가진 베이지 지방이 암을 굶주리게 만들었다. 이 실험 결과는 실제 사람의 조직으로 진행한 실험에서도 동일하게 나타났다.
6. 생체 세포 치료의 미래
이 기술은 ‘생체 세포 치료’라 부르는데 환자 자신의 지방을 역할만 바꿔 다시 사용하는 방식이기에 매우 자연스러운 방식이다. 물론 수많은 연구가 희망을 주었다가 사라지는 과정을 반복해왔기에 회의적인 시각도 존재한다. 하지만 과학자들은 실패를 토대로 끊임없이 새로운 답을 찾아가고 있다. 그들의 끈질긴 연구와 우리의 지지가 계속된다면, 우리는 분명 암세포를 효과적으로 굶겨 죽일 수 있는 날을 맞이하게 될 것이다.
- 오기남 : 과학의 발전이 암환자에게 희망이 되길 바랍니다. 당장의 암환자 입장에서는 당질의 섭취를 줄여 암세포의 먹이 공급을 줄이는 식이요법이 효과적입니다. 특히 초기 암환자에게 효과적인데, 이는 암세포가 스스로 혈관을 찾는 것은 일정 정도 암이 이미 성장한 이후이기 때문입니다. 당연히 당질의 섭취를 줄이는 식이요법이 암의 예방에 도움이 될 것은 분명합니다. 또한 우리 몸에서 갈색 지방의 효과를 스스로 만들어내기 위해서는 운동이 반드시 필요함을 확인합니다.
- 출처 : 세모과학, https://youtu.be/7tcIoMF6NGM?si=IJM6J5QOfkcCqzcB
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