환자 자신의 면역세포와 나노기술을 이용해 항암치료의 효능을 높이는 기술이 국내 연구진에 의해 개발되어, 향후 새로운 암 치료법 개발에 가능성을 열었다. 

충남대 임용택 교수(40세)가 주도하고, 김지현 연구원과 노영욱 박사가 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심연구)과 보건복지부 및 기초기술연구회(NAP) 등의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 독일화학회가 발간하는 화학분야의 권위 있는 학술지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’지 최신호(9월 18일자)에 게재되었다. (논문명: Multifunctional Hybrid Nanoconjugates for Efficient In Vivo Delivery of Immunomodulating Oligonucleotides and Enhanced Antitumor Immunity)

지난 수십 년간 의학과 생명공학의 눈부신 발전에도, 암은 여전히 정복하기 어려운 질환 중 하나로 남아있다. 특히 우리나라 사망원인의 1위를 차지하고 있고, 고령화 사회로 접어들면서 암환자 수는 지속적으로 증가하고 있다.

최근에는 암환자 면역세포의 면역력을 증강시켜 암세포를 치료하는 항암면역치료제가 차세대 항암치료제로 각광받고 있다. 항암면역치료는 환자 자신의 면역세포를 이용하기 때문에, 화학(약물) 및 방사선 치료로 인한 부작용과 항암치료에 대한 거부반응이 적어, 환자의 신체적 부담을 최소화하는 새로운 암 치료법이다.

그러나 암세포는 면역세포의 면역력을 억제하거나 차단하여 스스로를 지키려는 특성이 있다. 따라서 기존의 항암면역치료제는 암환자 면역세포의 면역력을 극대화하는데 한계가 있었다. 수지상세포(대표적인 항원제시세포)는 암세포 속에서 암 항원을 인식한 후 2차 면역기관으로 이동해 암세포를 공격하는 T세포에 암 항원 정보를 전달하고, 신호를 받은 T세포는 암세포 조직으로 이동하여 암세포의 증식을 억제한다. 따라서 항암면역세포의 효능을 높이기 위해서는 수지상세포의 면역을 활성화하는 것이 무엇보다 중요하다. 그러나 암세포 속의 수지상세포는 활성화를 억제하는 분자(STAT3) 등에 의해 활성화가 억제되어 면역 활성화에 어려움이 있었다.

또한 항암면역세포 치료를 위해서는 외부에서 환자의 암에 대한 정보(암 항원)를 수지상세포에 전달해주는 과정이 필요한데, 기존의 치료법은 암 항원이 알려진 일부 암 치료에 국한되어 있어 항암면역세포 치료법의 보급화에도 문제가 되었다. 

임용택 교수 연구팀은 면역세포를 활성화하는 면역증강물질(단편 DNA)과 면역억제 유도 유전자를 파괴하는 RNA(작은 간섭 RNA)로 나노복합체(나노컨쥬게이트)를 만들어, 암 치료 효능을 극대화한 신개념 항암면역세포 치료제를 개발하였다. 

임 교수팀은 면역력을 높이는 단편 DNA를 넣어 수지상세포를 활성화하고, STAT3를 파괴하는 작은 간섭 RNA를 결합하여 외부에서 암 항원 정보를 제공하지 않아도 항암효과를 극대화한 나노컨쥬게이트의 원천기술을 개발하는데 성공하였다.

또한 연구팀은 치료효과를 쉽게 확인할 수 있도록 면역을 활성화하는 분자에 근적외선 형광 나노조영제를 결합하고, 외부를 생체친화성 고분자로 포장함으로써 면역세포 활성화 분자를 암세포 주위의 면역세포에 효과적으로 전달되도록 제조하여 항암면역치료 효과를 더욱 높였다.

연구팀은 암이 유발된 실험동물(생쥐)에 하이브리드 나노컨쥬게이트를 투여한 결과, 기존의 면역증강제(CpG ODN)만을 투여한 것에 비해 암 치료율이 3~8배 높아졌음을 확인하였다.

 임용택 교수는 “이번 연구는 항암면역기능을 담당하는 두 분자(단편 DNA와 작은 간섭 RNA)를 결합하여 기존의 항암면역치료제보다 암 치료 효과를 최소 3배 이상 높일 수 있었다”며, “특히 이 기술은 항원이 알려진 암이나 질병 치료에만 쓰이던 기존의 항암면역세포 치료제의 한계를 극복하여, 다양한 암과 질병 치료에 두루 활용할 수 있는 원천기술이 될 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.

<기사출처 | 교육과학기술부 보도자료>