Lawrence J. Lesko 박사
고위험, 고수익약인성 신장 손상 연구를 지원하는 애질런트Lawrence Lesko 교수는 리스크와 보상이 모두 크게 뒤따르는 새로운 연구를 시작할 수 있는 좋은 기회를 만났습니다. 저명한 시스템 약리학자인 Lesko교수는 2015년에 Agilent Thought Leader Award를 수상한 뒤 이를 사용하여 신약의 부작용을 보다 효과적으로 예측할 수 있는 바이오마커를 탐색하기로 결정했습니다. Lesko 교수는 약인성(drug-induced) 신장 독성에 초점을 맞추기로 선택했습니다. 왜냐하면, 이 부작용이 제약회사들로 하여금 신약 개발 프로젝트를 중단하게 하고, 의사들로 하여금 일정한 화학 요법과 항생제 치료를 중단하게 하는 많은 이유 중 하나이기 때문입니다. 그의 목표는, 애질런트 시스템 및 소프트웨어를 사용해 신장에 해로운 약물에 대한 신속한 경고를 제공할 수 있는 대사체 프로파일을 개발하는 것입니다. 그는 애질런트 기기(높은 정확도의 액체 크로마토그래피 및 질량 분석기 시스템 조합)를 사용해 산처럼 많은 데이터를 수집한 다음, 애질런트 소프트웨어(MassHunter, Mass Profiler Professional 및 Pathway Architect)를 사용해 이를 분석하였습니다. 레이크 노나에 소재한 플로리다 대학교의 Lesko 교수 팀은 그 다음으로 in vivo 중재 연구를 통해 검증하고자 하는, 위험을 완화하는 완전히 새로운 접근법을 포함하여, 시험할 수 없었던 시나리오들을 시뮬레이션할 수 있게 해주는 생리학 기반의 약물동태학 모델을 만들었습니다.
Lesko 교수는 "우리는 종양학에서 널리 사용되는 화학 요법 약물인 cisplatin을 혈액에서 신장피질로 옮겨주는 OCT 2('유기 양이온 전달체 2'의 줄임말)라는 수송 메커니즘을 통해 cisplatin이 신장으로 들어간다는 사실을 알고 있습니다. 이제 이 부분에서 정말 멋진 일이 생기는데, 우리는 ‘그래! OCT 2가 약물을 흡수하지! Cisplatin 전에 OCT 2 전달을 차단하는 해독제를 넣으면 어떻게 될까?’라고 생각한 것입니다."라고 설명합니다. 그들은 가능성 있는 솔루션으로 위장병 일반의약품 치료제인 cimetidine을 선택했습니다. "우리는 모델을 사용하여 공동 투여를 시뮬레이션 했고, cisplatin 혈장 수치를 시뮬레이션하여 신장피질 내에 cisplatin이 크게 감소했음을 보여줄 수 있었습니다. 다음 해야 할 일은 시뮬레이션을 검증하기 위한 기회 감염성 in vivo 연구가 될 것입니다. 아마도 설치류에 대해서 진행하겠지만, 환자에 대한 연구가 이상적입니다." 최종 단계는? "OCT 2 경로를 차단하는 이런 경우와 같이, 독성을 기계적으로 최소화하는 2차 약물을 선험적으로 투여하여 약물의 독성을 줄이는 것입니다."라고 Lesko 교수는 말합니다. “이 일은 이전에 누구도 한 적이 없습니다. 그래서 매우 혁신적입니다.”
그는 대사체학에서의 중요한 장애물이 어마어마한 양의 데이터 기능을 판독하는 것이라고 지적합니다. “Agilent MassHunter 등으로부터 몇 테라바이트의 데이터를 받습니다. 그 다음 지금 우리에게 주요한 과제는 이 약물들이 유독해지는 방법에 대한 통찰을 얻을 수 있도록 기계적인 방식으로 데이터를 해석하는 것입니다. 약물의 영향을 받고 있는 off-target 및 on-target 경로는 무엇이며, 이런 경로에 영향을 주고 있는 메커니즘은 무엇일까? 수용체나 단백질과 결합한 약물일까? 이 약물은 스트레스 경로가 있을까? 경로의 최종 산물인 대사체는 우리에게 정확히 무엇을 말하고 있는 것일까? 이 대사체의 변화가 예를 들어 심장 손상 대비 신장 손상 때문이라고 어떻게 확신할 수 있을까? 우리는 경로를 찾으며 이런 질문을 하고 있습니다. 지질에서 변화가 일어난다면 신장 및 신장의 지질 대사가 독성과 관련이 있을까요, 혹은 아미노산에 변화가 있다면 신장의 미토콘드리아 손상을 반영하는 것일까요? 바로 그겁니다. 데이터를 살피고 대사체 변화와 메커니즘의 상관관계 수립이 지금 우리 앞에 놓인 가장 큰 도전 과제입니다."라고 Lesko 교수는 말합니다. 과학에서의 혁신은 서로 다른 지식 분야들, 이 경우에는 임상 약학과 약물대사체학이 교차할 때 이루어지는 경향이 있다고 Lesko 교수를 비롯한 많은 사람들이 언급했습니다.
"대사체학, 생리학 기반 모델링 및 분자 수준 약학 사이의 교차가 우리를 이 지점까지 데려와 매우 흥미로운 것을 갖게 했습니다. 여전히 해야 할 일은 많지만, 그 교차로 인해 여기까지 성취한 것입니다."라고 Lesko 교수는 말합니다. 연구용으로만 사용하십시오. 진단 용도로는 사용하실 수 없습니다. |
Lawrence J. Lesko, PhD, FCP
임상교수 |
주요 발행물
Development and validation of a LC-MS/MS assay for quantification of cisplatin in rat plasma and urine. Preemptive Panel-Based Pharmacogenetic Testing: The Time is Now. Improving drug safety with a systems pharmacology approach. Application of physiologically based pharmacokinetic modeling to predict acetaminophen metabolism and pharmacokinetics in children. |