면역치료와 유전자치료 동시 구현 … 동물실험서 종양 70~80% 감소
국내 대학 연구진이 암세포가 스스로 면역세포를 불러 공격받도록 유도하면서 유전자 치료제까지 함께 전달하는 새로운 항암 기술을 개발했다. 연구팀은 동물실험에서 종양 성장이 70~80% 억제돼 차세대 항암 플랫폼으로 활용 가능성을 확인했다.
KAIST는 생명화학공학과 김유천 교수 연구팀이 면역반응을 유도하는 동시에 유전자 치료제를 세포 안까지 전달하는 ‘나선형 폴리펩타이드 나노입자’를 개발했다고 1일 밝혔다. 연구 결과는 바이오소재 분야 국제학술지 바이오머터리얼즈(Biomaterials)에 게재됐다.
암은 면역체계의 감시를 피해 증식하는 특성이 있어 면역세포가 암을 정확히 인식하도록 만드는 것이 항암 치료의 핵심 과제로 꼽힌다.
연구팀이 개발한 나노입자는 암세포를 선택적으로 찾아 내부로 들어간 뒤 강한 스트레스를 일으킨다. 그러면 암세포는 죽어가는 과정에서 위험 신호를 내보내고, 이를 감지한 면역세포가 종양을 공격한다. 연구팀은 암세포가 스스로 자신의 위치를 알리도록 만든 셈이라고 설명했다.
이 나노입자는 유전자 치료제 운반체 역할도 한다. 전달이 어려운 메신저 리보핵산(mRNA)과 작은 간섭 리보핵산(siRNA)을 세포 안까지 안정적으로 운반하도록 설계했다.
연구 결과 치료 효과를 좌우한 것은 나노입자의 나선형 구조였다. 나선형 입자는 나사처럼 세포막을 통과해 쉽게 침투했지만, 같은 성분이라도 나선형이 아닌 입자는 세포 안으로 거의 들어가지 못했고 면역반응도 유도하지 못했다.
연구팀은 흑색종과 대장암 생쥐 모델에서 면역 회피 단백질인 PD-L1을 억제하는 siRNA를 나노입자에 담아 투여했다. 그 결과 종양 성장이 약 70~80% 억제됐고, 암세포를 공격하는 T세포도 종양 내부로 더 많이 침투해 면역반응이 크게 강화됐다.
김유천 교수는 “이번 연구는 치료제를 전달하는 데 그치지 않고 암세포가 스스로 면역반응을 일으키도록 유도하는 새로운 항암 플랫폼을 제시했다”며 “면역항암과 유전자 치료를 결합한 차세대 치료기술 개발에 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단, 보건복지부 한국보건산업진흥원, 교육부의 지원을 받아 수행됐다.
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