위타놀리드(Withanolides)는 식물에서 발견되는 자연 발생 화합물의 일종으로, 암 세포 성장 억제, 세포 사멸 유도 및 전이 방지 능력 덕분에 오랫동안 암 연구의 초점이 되어왔습니다. 이런 화합물은 새로운 암 치료제 개발에 중요한 역할을 합니다. 그러나 식물에서 충분한 양의 위타놀리드를 얻는 것이 어렵기 때문에 연구 및 치료제 개발에 지장을 초래했습니다.
모피트 암센터(Moffitt Cancer Center)의 연구진은 위타놀리드를 대량 합성할 수 있는 혁신적인 방법을 개발했습니다. 이 혁신적인 접근 방식은 Science Advances 저널에 발표되었으며, 이 중요한 화합물을 대량으로 생산할 수 있는 신뢰할 수 있고 효율적인 방법을 제공함으로써 암 연구에 혁신을 가져올 수 있는 잠재력을 지니고 있어 새로운 효과적인 암 치료제를 개발하는 길을 열어줄 수 있습니다.
모피트에 있는 약물 발견 부서의 주요 저자이자 부교수인 저스틴 M. 롭척 박사는 “우리의 새로운 합성 방법은 위타놀리드 화학 분야에서 큰 진전을 이루고 있는 것입니다. 그램 단위로 이들 화합물을 생산할 수 있는 능력을 통해 더욱 광범위한 생물학적 및 의약 연구를 지원할 수 있습니다.”라고 말했습니다.
새로운 합성 방법은 생물에서 고안된 광산소화-알릴 하이드로퍼옥사이드 재배열 순서를 사용하여 합성 말미에 기능군의 도입을 용이하게 합니다. 이 접근 방식은 확장성을 보장하며 동일한 합성에서 다양한 위타놀리드를 생산할 수 있게 합니다. 이 방법은 또한 식물 추출에 대한 의존성을 없애주는데, 이는 시간 소모적이고 이들 화합물의 자연적인 풍부성에 의해 제한됩니다.
이 새로운 방법을 통해 과학자들은 이제 더 많은 양의 위타놀리드 화합물을 생산할 수 있으며, 이는 새로운 연구를 촉진하고 위타놀리드 기반의 암 치료제 개발을 가속화합니다. 전통적인 치료가 특정 경로를 목표로 하는 것과 달리, 위타놀리드는 여러 세포 경로에 작용합니다. 이들 화합물은 암 세포 분열을 방해하고, 암 세포의 세포 구조를 손상시키며, 면역 체계를 조절하여 신체의 암 퇴치 능력을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 위타놀리드는 암 세포를 화학 요법과 방사선에 더 민감하게 만들어 암 치료의 효율성을 높일 잠재력을 지니고 있습니다. 위타놀리드는 유방암, 폐암, 대장암, 전립선암 등 다양한 종류의 암에 대해 효과를 보였습니다.
또 다른 중요한 측면은 약물 내성을 극복하는 능력입니다. 암 세포는 전통적인 치료에 대해 시간이 지남에 따라 내성을 발전할 수 있지만, 위타놀리드는 그 독특한 작용 메커니즘 덕분에 이러한 내성을 극복하고 다른 치료에서 실패하는 경우에도 효과를 유지할 수 있습니다.
“이제 위타놀리드를 생산할 수 있는 신뢰할 수 있는 방법이 생겼기 때문에 암 환자들을 돕기 위한 새로운 치료제 개발에 집중할 수 있습니다.”라고 롭척은 설명했습니다.
위타놀리드는 에르고스탄 기반의 골격을 가진 C28 스테로이드 락톤의 그룹입니다. 이들은 고도로 산소화된 자연산이며, 골격의 여러 위치에서의 산화가 다양한 클래스의 위타놀리드에서 구조적 변화를 초래합니다. 위타놀리드는 항종양 활성을 포함한 광범위한 생물학적 활성을 가지고 있습니다. 위타놀리드를 함유한 식물 추출물은 다양한 유형의 암 및 종양 치료에 사용되어 왔습니다. 그러나 정제된 위타놀리드의 항종양 활성이 처음 보고된 것은 2004년입니다. 그 이후 많은 위타놀리드가 여러 생물학적 시험을 통해 항암 및 항종양 활성에 대해 평가되었습니다. 위타놀리드는 가지과(Solanaceae) 식물군에서 풍부하게 발견됩니다. 자연 발생 위타놀리드의 주요 출처는 광범위하게 연구된 다투라(Datura), 자보로사(Jaborosa), 피지알리스(Physalis), 위타니아(Withania) 속에서 발견됩니다.
정보 출처:
Wen Che et al. 다양한 위타놀리드의 합성 가능성. [Science Advances (2024)]. DOI: 10.1126/sciadv.adp9375
