종양 속 잠든 면역세포로 '암' 직접 공격…"동물모델서 치료효과 확인"

종양 내부에 잠든 면역세포(대식세포)를 깨워 암세포 공격에 활용하는 새로운 치료법이 개발됐다. 제 역할을 하지 못하는 면역세포의 기능을 되살려 종양 내부에서부터 치료 효과를 높이는 게 핵심이다.

KAIST는 바이오 및 뇌 공학과 박지호 교수 연구팀이 종양 내부에 약물을 주입, 체내 대식세포가 이를 흡수해 스스로 CAR(암을 인식하는 장치) 단백질을 만들어 항암 면역세포인 'CAR-대식세포'로 전환되는 치료법을 개발했다고 30일 밝혔다.

고형암은 위암·폐암·간암처럼 단단한 덩어리 형태로 자라는 암이다. 면역세포는 종양 안으로 침투하거나 기능을 유지하기 어려워 기존 면역세포치료로는 고형암 치료 효과를 내는데 제약이 따랐다.

최근 차세대 면역치료로 주목받는 CAR-대식세포는 암세포를 직접 잡아먹는 동시에 주변 면역세포를 활성화해 항암 반응을 확산시키는 장점을 갖는다. 다만 CAR-대식세포 치료는 환자 혈액에서 면역세포를 채취한 뒤 배양과 유전자 조작을 거쳐야 해 시간과 비용 부담이 크고 환자에게 실제 적용하는 데도 한계가 따랐다.

연구팀은 고형암 치료의 어려움과 CAR-대식세포 사용의 부담을 해소하기 위해 종양 주변에 이미 모여 있는 '종양 연관 대식세포'에 주목했다.

대식세포에 흡수되는 게 용이하도록 설계된 지질나노입자에 암 인식 정보를 담은 mRNA와 면역 반응을 깨우는 면역자극제를 함께 실어 '체내에서 면역세포를 직접 재프로그래밍한다'는 전략이다.

연구팀의 전략은 주효했다. 치료제를 종양 내부에 주입했을 때 대식세포는 치료제를 빠르게 흡수해 암세포를 인식하는 단백질을 만들었고 면역 신호도 활성화됐다. 이 과정에서 생성된 '강화된 CAR-대식세포'는 암세포를 제거하는 능력이 향상됐다. 또 주변 면역세포까지 활성화되면서 항암 효과도 커졌다.

이 같은 방식을 흑색종(피부에 생기는 가장 위험한 암) 동물모델 실험에 적용했을 때 종양 성장은 뚜렷하게 억제됐으며 치료 효과 역시 국소 부위를 넘어 전신 면역 반응으로 확장될 가능성이 확인됐다고 연구팀은 강조했다.

박 교수는 "이번 연구는 환자 몸(종양) 안에서 항암 면역세포를 만들어내는 새로운 개념의 면역세포치료 전략"이라며 "무엇보다 기존 CAR-대식세포 치료의 가장 큰 걸림돌이었던 '전달 효율' 문제와 '면역억제 환경' 문제를 동시에 극복했다는 점에서 의미가 크다"고 말했다.

한편 이번 연구에는 KAIST 바이오 및 뇌공학과 한준희 박사가 제1 저자로 참여했다. 연구 결과(논문)는 최근 나노기술 분야 국제학술지 'ACS 나노(ACS Nano)'에 게재됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr

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