나노 입자 주입해 암세포 주변 세포 제어
나노 입자 주입해 암세포 주변 세포 제어
  • 함예솔
  • 승인 2018.09.12 01:30
  • 조회수 1739
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암치료 완치율 향상 기대. 출처:fotolia
암 완치율 향상 기대해요. 출처:fotolia

'항체 암치료제'의 효능을 크게 향상시키는 복합치료 기술이 개발됐습니다. 서울대학교 김병수 교수 연구팀은 암세포 주변에서 T세포의 면역기능을 저하시키는 세포들을 제거해 T세포의 활성을 높여주는 기술을 개발했다고 합니다. 

 

암세포 공격하는 T세포. 출처: fotolia
암세포 공격하는 T세포. 출처: fotolia

항체 암치료제는 암세포가 우리 몸을 지키는 T세포의 기능을 저하시키지 못하도록 막습니다. 이는 몇 년 전 개발된 3세대 암치료제입니다. 몇 가지 암에서 일부 환자를 완치시키는 놀라운 효과를 보여줬습니다. 기존의 1세대 암치료제인 '화학항암제'와 2세대 암치료제인 '암유전자 표적항암제'는 말기 암환자의 수명을 몇 개월 연장시켜줄 수 있지만 완치효과가 낮고, 약물에 대한 내성, 정상세포에도 작용해 발생하는 부작용 문제 등이 있었습니다. 따라서 최근에는 암세포와 면역세포의 상호작용을 조절해 암세포의 성장을 억제하고 면역치료법에 대한 연구가 활발히 진행 중이었습니다. 

 

이미 외국의 대형 제약회사들이 면역관문 단백질(PD-1, PD-L1, CTLA-4)에 대한 항체를 상업화해 환자 치료에 사용하고 있고, 몇 년 후에는 전 세계 시장규모가 연간 35조원에 달하는 것으로 예상됩니다. 여기서 면역관문이란 암세포 표면에 발현되는 특정 단백질이 T세포 표면의 단백질과 결합해 T세포의 암세포 공격을 저해하는 현상을 말합니다.

 

최근에는 면역관문억제제가 개발돼 세포독성 T세포의 본래 기능을 되살려 기존 항암제와 비교해 효과가 높았지만, 낮은 비율의 환자에게만 효과가 있다는 한계점이 노출됐습니다. 그리고 아직까지의 항체 암치료제는 암세포로 인한 T세포 기능 저하에만 초점을 맞출 뿐, 암세포 주변의 다른 세포에 의한 T세포 기능저하는 예방하지 못했습니다. 따라서 종양미세환경을 변화시키는 접근법은 면역관문억제제의 한계를 극복할 수 있는 방법으로 여겨졌습니다.

 

대식세포는 항염증성 M2대식세포와 염증성M1대식세포로 나뉩니다. 특히 M2 종양 관련 대식세포(TAM)는 종양미세환경에서 면역억제환경을 만들어 암의 성장을 돕는 것으로 알려져 있습니다. 연구팀은 종양 미세환경에서 대다수인 M2 종양관련 대식세포를 염증성 M1대식세포로 재분극화시켜 세포독성 T세포의 활성을 높이고, 암세포의 성장을 방해하는 종양미세환경을 만들면 암세포 성장이 저해될 것이라는 가설을 세웠습니다. 이를 통해 면역관문억제제로 활성화된 세포독성 T세포의 암 치료 효과가 더욱 증진되는지 확인하고자 했습니다. 

 

나노입자가 면역관문억제제의 효과를 증진시키는 치료 기작. 출처: 한국연구재단
나노 입자가 면역관문억제제의 효과를 증진시켜. 출처: 한국연구재단

연구팀은 나노 입자를 주입해 암세포 주변의 M2대식세포와 조절T세포를 제거함으로써 T세포의 활성이 억제되지 않게 유도했습니다. 이 나노 입자는 면역을 유도하는 M1대식세포의 엑소좀을 모사한 나노미터 크기의 베시클이라는 물질입니다. 개발된 나노입자를 PD-L1항체와 함께 암에 걸린 동물에 주사하면 암 조직에서 M2 대식세포와 조절T세포의 수가 눈에 띄게 줄어들고 T세포의 활성도 크게 향상됐습니다. 또한 PD-L1 항체를 단독으로 사용할 때보다 암 조직이 현저하게 줄어들었습니다.

 

이 연구는 면역관문억제제가 낮은 비율의 환자들에게만 치료효과를 보인다는 한계점을 극복하기 위해 나노 입자를 이용해 종양미세환경을 암성장에 비친화적인 환경으로 바꿨고, 이로 인해 세포독성 T세포의 암세포 공격 활성을 높여 면역관문억제제의 치료 효과가 높아진 것을 확인했습니다.

 

김병수 교수는 "현재 상업화된 항체 암치료제의 효능을 더욱 높여서 암 환자의 완치율을 향상시키는데 기여할 것"이라고 전했습니다. 이 연구는 <ACS Nano>에 게재됐습니다.


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