성균관대 공동 연구팀, 종양 치료 및 재발 억제 기술 개발

[캠퍼스人+스토리]
나노입자 이용한 면역치료법 개발해
쥐 이용한 실험 결과 암 종양 억제돼

박우람 성균관대학교 융합생명공학과 교수 /제공=성균관대

성균관대학교 공동 연구팀(박우람 융합생명공학과 교수·한동근 차의과대학교 의생명과학과 교수·박천권 글로벌바이오메디컬공학과 교수)이 종양의 치료와 재발 억제가 가능한 신규 병용 면역치료법을 개발하는 데 성공했다.

6일 성균관대에 따르면 이번 연구 결과는 과학기술정보통신부(과기부) 및 한국연구재단 중견연구사업으로 수행돼 생체재료 분야 학술지 Biomaterials에 지난달 26일 온라인 게재됐다.

면역치료는 우리 몸의 면역세포를 활성화해 종양과 싸울 수 있게 해주는 치료법이다. 최근 면역세포의 활성화를 위해 다양한 약물을 면역세포에 전달하는 기술이 연구되고 있다.

이번 연구에 사용된 면역활성 물질인 CpG 올리고핵산은 항원제시세포(체내에서 세포성 면역을 담당하는 주요세포)인 수지상세포와 대식세포의 면역 활성물질이다. 하지만 CpG 올리고핵산은 면역세포의 내부에 존재하는 톨유사수용체와 결합해야 면역세포의 활성화를 이끌 수 있다.

연구진은 세포의 내부에 쉽게 들어갈 수 있는 나노입자의 특성을 이용해 나노입자의 표면에 CpG 올리고핵산을 부착해 하이브리드 나노입자를 설계했고 시험관 실험을 통해 나노입자가 효과적으로 면역세포 내부에 CpG 올리고핵산을 전달한다는 사실을 밝혔다.

면역세포의 세포 내 유입 경로를 분석한 결과, CpG 올리고핵산은 세포막을 쉽게 투과할 수 없지만 CpG 올리고핵산을 부착한 나노입자의 경우 면역세포에 존재하는 수용체와 결합해 쉽게 면역세포 내부로 전달되는 것이 확인됐다. 또 종양 내 주입 후에도 나누입자에 부착된 CpG 올리고핵산은 장기간 종양에 종양해 치료 효과를 높이고 부작용은 감소시켰다.

또 다기능성 하이브리드 나노입자는 산화철과 금(金)인 코어/쉘 구조로 구성돼 있어 자기공명영상(MRI)와 컴퓨터단층촬영(CT)을 통한 동시 영상화가 가능해 의료 영상 기술을 적용하면 더욱 정밀하고 효과적으로 종양을 치료할 수 있을 것으로 기대됐다.

연구팀이 실험 쥐를 이용해 비가역적 전기천공법(전기자극을 이용해 세포막에 구멍을 내 암 세포를 응고 괴사시키는 시술)을 병행 치료한 결과 실험 쥐의 대장암 및 유방암 모델에서 종양의 성장이 억제되고 면역세포의 활성이 상승된 것을 밝혔다.

특히 대장암의 경우 병용 치료 시 실험 쥐의 100% 생존율을 보였으며 치료된 실험 쥐에 대장암 세포의 재접종 시 메모리 T세포가 대장암을 인식해 종양의 생성을 막았음을 파악했다. 연구진은 이 기술이 암의 치료뿐만 아니라 암의 재발을 억제하는 데에도 도움이 된다고 설명했다.

박우람 교수는 "효과적인 면역치료를 위해 △나노기술 △면역학 △의료영상 △의료기기와 같은 다학제적 접근을 통해 우수한 면역항암 병용 치료법을 개발할 수 있었다"며 "암 환자에게 도움이 될 수 있는 다양한 의료기술 개발을 목표로 신규 고기능성 나노의약품 연구에 매진하고 싶다"고 말했다.