T세포 항암능력 높이는 미생물 대사물질 발굴
체내 이용률 14.3배 높여…동물실험서 치료효과 확인
국내 대학 연구진이 장내 미생물의 대사물질을 활용한 경구형 면역항암 나노의약품을 개발했다. 기존 면역항암제와 함께 투여한 동물실험에서는 종양이 사라지는 반응과 재발을 억제하는 면역기억 형성 가능성도 확인했다.
성균관대(총장 유지범)는 의과대학 조영석 교수 연구팀이 미국 미시간대학교 제임스 문(James J. Moon) 교수 연구팀 등과 공동으로 장내 미생물 대사물질을 활용한 면역항암 나노의약품을 개발했다고 14일 밝혔다.
최근 암 치료에는 환자의 면역세포가 종양을 공격하도록 돕는 면역항암제가 활용되고 있다. 하지만 환자에 따라 치료 효과에 차이가 크고 일부에서만 반응한다는 한계가 있다.
연구팀은 장내 미생물이 면역체계에 영향을 미친다는 점에 주목했다. 그 결과 미생물이 만들어내는 대사물질 가운데 ‘3,4-디하이드록시벤조산(DHB)’이 면역세포의 항암 기능을 강화한다는 사실을 확인했다.
DHB는 암세포를 공격하는 핵심 면역세포인 ‘CD8+ T세포’가 쉽게 지치지 않고 장기간 기능을 유지하도록 했다. 연구팀에 따르면 T세포의 당 분해 과정을 억제하고 생존과 증식에 유리한 ‘줄기세포 특성’을 강화하는 방식이다.
다만 천연 DHB는 몸속에 들어가면 빠르게 사라져 치료제로 활용하기 어려웠다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 DHB의 화학구조를 변형해 체내에서 약효를 내는 물질로 전환되는 ‘프로드럭’을 만든 뒤 나노 크기로 분산시킨 경구용 ‘나노에멀젼’으로 개발했다.
그 결과 약물이 실제 몸에서 이용되는 정도를 나타내는 생체이용률은 천연 DHB보다 14.3배 높아졌다.
대장암과 흑색종, 유방암 등을 대상으로 한 동물실험에서는 약물 투여 후 T세포가 종양으로 이동하면서 종양 크기가 감소했다. 기존 면역항암제와 함께 투여한 실험에서는 일부 조건에서 종양이 완전히 사라지는 반응이 나타났고, 이후 암의 재발을 억제할 수 있는 면역기억도 형성됐다.
이번 연구는 장내 미생물 자체가 아닌 미생물이 만들어내는 대사물질을 항암 치료에 활용하고 이를 경구용 나노의약품으로 구현했다는 데 의미가 있다.
다만 이번 성과는 동물실험 단계로, 실제 암 환자 치료에 적용하려면 안전성과 효과를 확인하기 위한 추가 연구와 임상시험이 필요하다.
연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 나노기술(Nature Nanotechnology)’에 게재됐다.
조 교수는 “장내 미생물이 면역력을 높이는 원리를 분자 수준에서 밝히고 이를 나노기술을 통해 먹는 약으로 구현한 연구”라며 “미생물 대사체를 활용한 차세대 면역항암 치료제 개발의 기반이 될 것으로 기대한다”고 말했다.
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