본인이 가진 면역세포를 활용해 암세포를 없앨 수 있는 방법이 개발됐습니다. 각종 암을 선택적으로 치료하는 맞춤형 암 치료의 새로운 길을 제시할 것으로 기대되는데요.
UNIST 생명과학과 강세병·박성호 교수 공동 연구팀은 자연 살해(Natural Killer, NK) 세포와 암세포를 동시에 인지해 안전하고 효율적으로 표적 암세포를 공격하는 ‘NK 세포 전달 나노드론(NKeNDs)’을 개발했습니다. 실제 동물실험을 통해 NK 세포를 암세포에 도달하게 만들어 암 조직 성장을 억제시킬 수 있음을 확인했습니다.
NK 세포는 종양의 특이적인 신호를 탐지하고 강력한 독성으로 암세포를 소멸시키는 항암 면역세포인데요. 하지만 암세포까지의 이동이 어렵고, 생존하기 어렵다는 문제점이 있습니다. 연구팀은 NK 세포를 활성화시키고, NK 세포를 특정 암세포로 전달해 사멸을 유도할 수 있는 ‘NK 세포 전달 나노드론’을 설계했습니다.
연구팀은 NK 세포의 표면 단백질인 CD16과 암세포의 표피에 과도하게 존재하는 표피 성장 인자 수용체를 동시에 표적하도록 만들었습니다. 표피 성장 인자 수용체는 정상 세포의 생존, 분화, 성장을 조절하는 데 관여하지만, 과하게 생성될 경우 각종 암을 발생시킬 수 있습니다.
연구팀은 먼저 나노 크기(100nm 이하)의 입자 형태 물질인 AaLS 표면에 NK 세포를 인지하는 단백질과 표피 성장 인자 수용체를 인지하는 단백질을 융합시켜 나노드론을 개발했습니다. NK 세포가 특정 암세포를 더 특이적으로 인지하고 공격하도록 만든 것입니다.
기존 연구에서는 NK 세포를 직접 변형하거나 배양해 환자의 몸에 주입했었습니다. 하지만 이번 연구에서는 나노드론을 이용해 환자 본인이 가지고 있는 NK 세포를 활성화하고 암 발생 부위에 전달해 치료하도록 만들었습니다. 기존 방식에 비해 높은 활용도와 비용 절감을 실현할 수 있을 것으로 보입니다.
연구팀은 개발된 NK 세포 전달 나노드론의 효과를 난소암과 유방암 세포가 주입된 동물실험을 통해 입증했습니다. 특히 난소암 세포가 이식된 쥐 모델에서 NK 세포와 인간의 면역세포를 함께 투여한 경우 암세포의 성장이 크게 억제되는 것을 확인했습니다.
강세병 생명과학과 교수는 “이번 연구로 NK 세포의 이동이나 생존 등 각종 문제를 극복하고, NK 세포 전달 나노드론을 통한 면역 치료의 새로운 가능성을 제시했다”라며 “암 특이적 면역 세포 유도 등 추가 연구를 통해 다양한 종류의 암을 선택적으로 치료하는 맞춤형 치료 방안에 새로운 기회를 제공할 것”이라고 기대했습니다.
연구 결과는 “나노 투데이(Nano Today)”에 12월 2일 온라인 게재됐습니다.
논문명: Protein cage nanoparticle-based NK cell-engaging nanodrones (NKeNDs) effectively recruit NK cells to target tumor sites and suppress tumor growth
#용어설명
1. NK 세포 (Natural Killer Cell; 자연살해세포)
NK 세포는 선천적인 면역을 담당하는 혈액 속 백혈구일종으로, 인체에 존재하는 가장 강력한 면역세포로 불린다. 정상 세포를 구별해낸 뒤 암세포만을 찾아 공격하는 등 암세포 발생 증식과 전이를 막는 데 효과가 뛰어나다.
2. 단백질 나노 입자 (Protein nanoparticle)
나노크기(100nm 이하)의 입자형태 물질로 특히 균일한 크기와 구성, 생분해성 및 유전적 변형에 대한 높은 순응성을 가진다는 장점이 있다. 본 연구에서 사용된 단백질 나노 입자는 lumazine synthase(AaLS) 나노입자로 60개의 서브유닛으로 이루어져 있다.
