박우람 교수(성균관대학교), 김익환 교수(고려대학교), 한동근 교수(차의과학대학교) 공동 연구팀이 면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용 치료를 통한 고효율 면역 항암 치료법을 개발했습니다. 면역 항암 치료법은 우리 몸의 면역체계를 활성화하여 암세포와 싸우게 하는 암 치료법입니다.
대식세포는 우리 몸의 선천 면역세포 중 하나인데요. 암세포를 잡아먹고 이를 분해해서 항원제시를 할 수 있는 매우 중요한 역할을 하는 세포입니다. 대식세포의 활성화는 다른 면역세포의 활성화를 유도할 수 있어, 효과적인 면역 항암 치료를 위해서 대식세포를 활성화할 수 있는 다양한 물질 연구가 활발한데요. 최근 금속이온의 일종인 ‘망간*’이 대식세포의 활성화를 유도할 수 있다는 연구결과가 보고된 바 있었습니다. 그러나, 종양 내로 망간 이온을 직접 투여시 효과적으로 면역세포 내로 전달되지 않을 뿐더러 망간 이온이 종양 밖으로 쉽게 유출되어 독성을 유발할 수 있다는 한계점을 갖는데요.
* 망간 : 망간은 우리 몸에서 발달, 생식 및 신경 등 다양한 생리학적 과정에 필요한 무기 미량 원소임
이에 연구팀은 망간 이온과 면역증강제를 함유한 금속-페놀 네트워크 기반의 면역활성 나노입자를 개발했습니다. 면역증강제는 백신 제조 시 효과적인 면역 반응을 유도하기 위해 항원과 혼합하여 사용하는 물질입니다. 이번 연구에 사용된 면역증강제는 CpG 올리고 핵산으로, 대식세포나 수지상세포의 활성화를 유도할 수 있다고 알려져 있습니다. 개발된 나노입자는 각각의 망간과 면역증강제보다 쉽게 대식세포 내부로 유입되어 적은 양으로도 효율적인 대식세포 활성화를 이끌었는데요. 또한 종양에 주입된 면역활성 나노입자는 종양 내에 오랫동안 체류할 뿐만 아니라 부작용을 발생시키지 않고 면역세포의 활성화를 유도하는 것을 동물실험을 통해 확인했습니다.
연구에서 추가로 사용된 치료기법인 비가역적 전기천공법은 강한 펄스 전기장을 이용해 암세포의 세포막에 영구적인 손상을 일으켜 사멸시키는 최신 종양 절제술입니다. 현재 간암 및 췌장암 등의 고형암을 대상으로한 임상 연구가 활발히 진행되고 있죠. 이는 기존 항암치료에서 널리 사용되던 고주파 온열 암치료와 비교하였을 때 주변 조직의 손상이 적다는 장점이 있습니다. 이러한 비가역적 전기천공법과 연구팀이 개발한 면역활성 나노입자를 병용 치료 시 생쥐 종양 모델에서 활성화된 면역세포들이 증대되어 종양 성장을 효과적으로 억제함을 확인했습니다.
박우람 교수는 “대학 간 활발한 공동연구를 통해 새로운 면역 항암 치료법을 제안할 수 있었다”고 전하며, “다만, 본 연구 결과가 향후 임상 등에 적용되기 위해서는 지속적인 연구를 통해 구체적인 안정성과 유효성 확립 등에 대한 실험이 필요할 것이다”라고 덧붙였습니다.
연구의 성과는 재료 및 나노 분야 국제학술지 ‘스몰(Small)’에 5월 16일 표지 논문으로 선정됐습니다.
논문명 : Combination of Metal-Phenolic Network-based Immunoactive Nanoparticles and Bipolar Irreversible Electroporation for Effective Cancer Immunotherapy
