"면역세포에 암 공격 유전자 삽입"…화학연구원, 차세대 항암기술 개발

고형암 효과 낮은 기존 항암제 보완, 침투능력 강한 대식세포 활용

렌티바이러스 전달책으로 대식세포 항암 유전자 안정적 발현

국제학술지 게재, 효과적 고형암 치료기술 개발 기대

[대전=뉴시스] CAR-M 대식세포 활용 유전자 모식도 및 암세포 사멸-삼킴 효능평가 결과.(사진=화학연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 기존 키메라 항원 수용체(CAR) T 세포 치료법의 항암제를 보완할 수 있는 새로운 항암기술을 제시했다.

한국화학연구원은 박지훈 박사팀이 인간 말초 혈액 유래 대식세포(Macrophages)에 '렌티바이러스'를 이용, 항암 유전자를 안정적으로 삽입시켜 'CAR-M(카-대식세포)' 생산에 성공했다고 23일 밝혔다.



키메라 항원 수용체(CAR) T 세포 치료법은 환자의 면역세포인 T세포를 신체 밖으로 추출해 특정 암세포를 공격하도록 유전자를 변형한 후 환자에게 주입하는 기술이다. 일부 백혈병 등 혈액암 치료에는 매우 효과적이지만 폐암 등 고형암 치료에는 한계가 있다.

T세포는 고형암의 내부침투가 어렵지만 대식세포는 쉽게 침투할 수 있어 T세포 대신 항암제로 적용하려는 연구가 활발하지만 기존 대식세포 기술은 항암 유전자 변형이 짧은 기간만 이뤄져 치료효과가 낮다는 한계가 있다.

이번에 화학연은 렌티바이러스를 유전자 전달책으로 삼아 대식세포의 손상없이 항암 유전자를 효과적으로 전달하는 다양한 기술을 개발했다.



일반적으로 유전자를 렌티바이러스에 심어 다른 세포로 전달할 때 세포막을 얇게 만드는 양이온성 중합체 '폴리브렌'을 투입한 뒤  섞어 렌티바이러스의 세포 침투 및 유전자 전달력을 높인다.

하지만 대식세포는 폴리브렌과 만나면 심각한 독성이 생기고 강한 회전 과정에서 구조가 손상되거나 생존율이 떨어지는 문제가 있다.

연구팀은 폴리브렌 투입이나 강한 회전 처리 대신 렌티바이러스와 대식세포의 접촉을 기존 보다 10배 이상 늘리면 대식세포의 손상없이 렌티바이러스의 전파가 더욱 잘 일어나는 것을 밝혀냈다.

또 연구팀은 대식세포의 분화상태에 따라 유전자 전달효율이 변동됨을 확인하고 말초혈액에서 얻은 단핵구가 대식세포로 분화되는 약 7일간을 기다려 암세포 추적 유전자 전달률을 높였다.

이어 렌티바이러스가 어떤 세포로 들어갈 때 표면에서 열쇠 역할을 하는 'VSV-G 단백질'의 코돈을 최적화해 유전자 전달력을 높였고 렌티바이러스에 담겨 전달된 항암 유전자가 대식세포에서 잘 발현되도록 DNA 서열 'EF1a'를 적용시켰다.

이를 통해 대식세포의 손상없이 유전자 전달 후 최대 20일 동안 안정적으로 항암기능을 갖춘 'CAR 대식세포' 생산이 가능토록 했으며 이 CAR 대식세포가 효과적으로 특정 암세포를 없애는 모습도 확인했다.

연구팀은 후속 연구를 통해 CAR 대식세포의 대량생산 및 고효율 치료 기술을 개발할 계획이다.

이번 연구결과는 최근 국제 학술지 '생체 신호 연구(Biomarker Research(IF: 9.5)'에 게재됐다.(논문명:Lentivirus-based production of human chimeric antigen receptor macrophages from peripheral blood)

박지훈 박사는 "말초 혈액으로부터 얻은 대식세포의 낮은 항암 유전자 발현 문제를 렌티바이러스를 이용해 개선한 최초 사례"라고 말했고 이영국 화학연구원장은 "기존 CAR T 세포 치료법을 보완해 면역항암 치료 다각화에 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.


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