암세포 공격 기술을 국내 연구팀이 개발해 생의학 분야 최상위권 국제 학술지에 발표했다. 암세포를 세균으로 오인하도록 특수 입자를 붙여 면역세포의 집중 공격을 받도록 유도한 것이다. 동물 실험에서는 일부 생쥐의 종양이 완전히 사라지는 결과도 나와 새로운 암 치료 기술로 발전할 가능성을 제시했다. 인하대 전태준·김선민 교수가 주도한 국제 공동 연구팀은 이런 연구 성과를 네이처 포트폴리오가 발행하는 ‘신호 전달 및 표적 치료(Signal Transduction and Targeted Therapy)’에 27일(현지 시각) 발표했다.
◇암세포에 몰래 ‘세균 명찰’ 붙였다
연구팀이 암세포 공격 수단으로 삼은 것은 대표적 면역세포인 ‘대식(大食)세포’다. 대식세포는 원래 세균이나 손상된 세포를 잡아먹지만, 종양 주변에서는 암세포가 내보내는 신호에 눌려 공격 능력을 잃고 오히려 암의 성장을 돕기도 한다. 조폭에 포섭돼 경찰 내부 정보를 제공하는 ‘배드캅(badcop)’이 되는 셈이다. 이 때문에 종양 안에서 억눌린 대식세포의 항암 기능을 되살리는 것은 차세대 면역 치료의 핵심 과제로 꼽혀왔다.
연구팀은 황색포도상구균과 대장균의 세포막에서 추출한 성분을 합성 지질과 섞어 약 100나노미터 크기의 입자를 만들었다. 1나노미터는 1미터의 10억분의 1이다. 연구팀은 이 입자가 암세포 표면에 빠르게 달라붙도록 설계했다. 입자가 붙은 암세포 표면에 세균 특유의 분자 표지가 드러나면서 대식세포가 암세포를 세균처럼 인식하게 한 것이다. 연구팀은 이 기술과 전략을 ‘BAMPIRE(뱀파이어)’라고 명명했다. 세균 유래 분자 표지를 이용해 암세포 인식을 높인다는 뜻의 영문 머리글자를 조합한 이름인데, 흡혈귀(vampire)와 발음이 같다. 흡혈귀처럼 암세포를 끝까지 물어뜯어 없애자는 의지를 담은 셈이다.
우선 세포 실험에서 효과가 뚜렷하게 나타났다. 대식세포와 암세포를 함께 배양했을 때 암세포를 잡아먹은 대식세포의 비율은 약 20%였는데, 이번 기술을 적용하자 이 비율이 약 70%로 대폭 올랐다.
생쥐 실험에서도 종양 억제 효과가 확인됐다. 연구팀이 암에 걸린 생쥐의 종양에 이틀 간격으로 다섯 차례 세균 유래 나노 입자를 주입하자, 입자가 암세포 표면에 달라붙어 대식세포의 공격을 유도했고 종양 성장이 억제됐다.
기존 항암제와 함께 투여했을 때는 효과가 더 커졌다. 항암제가 손상시킨 암세포에 나노 입자가 달라붙자 대식세포가 달려들고, 또 다른 면역세포인 T세포도 공격에 가세해 항암 면역 반응이 더욱 강해졌다는 분석이다. 병용 치료에서 일부 생쥐는 종양이 완전히 사라지는 완전 관해가 나타났다.
한쪽 종양에만 세균 유래 나노입자를 직접 주입했는데, 반대편 종양의 성장까지 억제되는 현상도 관찰됐다. 연구팀은 한쪽 종양에서 시작된 면역반응이 몸 전체로 퍼졌을 가능성이 있다고 분석했다.
◇인체 적용은 아직… 임상시험 거쳐야
이번 기술은 특정 암 항원을 겨냥하는 기존의 일부 치료와 달리, 미리 정해진 암 항원에 의존하지 않는다는 점에서도 의미가 있다. 연구팀은 “대장암과 유방암 계열의 생쥐 종양 모델에서 효과를 확인했다”며 “여러 종류의 암에 적용할 수 있는 기술로 발전할 가능성이 있다”고 밝혔다.
외부에서 면역세포를 따로 배양하거나 유전적으로 조작하지 않고, 종양 안에 있는 대식세포가 암세포를 공격하도록 유도한다는 점도 이 기술의 강점이다. 몸 안의 대식세포가 지닌 암 공격 능력을 되살리는 새로운 접근인 셈이다.
다만 사람에게 곧바로 적용할 수 있는 단계는 아니다. 이번 연구는 세포와 생쥐를 대상으로 한 전임상 연구다. 사람에게 반복 투여했을 때 과도한 염증이나 예상치 못한 면역반응이 나타나지 않는지, 환자마다 다른 종양 환경에서도 같은 효과를 내는지 추가로 검증해야 한다. 종양에 직접 여러 차례 주사해야 한다는 점도 실제 임상 적용을 위해 풀어야 할 과제다.
◇암세포에 몰래 ‘세균 명찰’ 붙였다
연구팀이 암세포 공격 수단으로 삼은 것은 대표적 면역세포인 ‘대식(大食)세포’다. 대식세포는 원래 세균이나 손상된 세포를 잡아먹지만, 종양 주변에서는 암세포가 내보내는 신호에 눌려 공격 능력을 잃고 오히려 암의 성장을 돕기도 한다. 조폭에 포섭돼 경찰 내부 정보를 제공하는 ‘배드캅(badcop)’이 되는 셈이다. 이 때문에 종양 안에서 억눌린 대식세포의 항암 기능을 되살리는 것은 차세대 면역 치료의 핵심 과제로 꼽혀왔다.
연구팀은 황색포도상구균과 대장균의 세포막에서 추출한 성분을 합성 지질과 섞어 약 100나노미터 크기의 입자를 만들었다. 1나노미터는 1미터의 10억분의 1이다. 연구팀은 이 입자가 암세포 표면에 빠르게 달라붙도록 설계했다. 입자가 붙은 암세포 표면에 세균 특유의 분자 표지가 드러나면서 대식세포가 암세포를 세균처럼 인식하게 한 것이다. 연구팀은 이 기술과 전략을 ‘BAMPIRE(뱀파이어)’라고 명명했다. 세균 유래 분자 표지를 이용해 암세포 인식을 높인다는 뜻의 영문 머리글자를 조합한 이름인데, 흡혈귀(vampire)와 발음이 같다. 흡혈귀처럼 암세포를 끝까지 물어뜯어 없애자는 의지를 담은 셈이다.
우선 세포 실험에서 효과가 뚜렷하게 나타났다. 대식세포와 암세포를 함께 배양했을 때 암세포를 잡아먹은 대식세포의 비율은 약 20%였는데, 이번 기술을 적용하자 이 비율이 약 70%로 대폭 올랐다.
생쥐 실험에서도 종양 억제 효과가 확인됐다. 연구팀이 암에 걸린 생쥐의 종양에 이틀 간격으로 다섯 차례 세균 유래 나노 입자를 주입하자, 입자가 암세포 표면에 달라붙어 대식세포의 공격을 유도했고 종양 성장이 억제됐다.
기존 항암제와 함께 투여했을 때는 효과가 더 커졌다. 항암제가 손상시킨 암세포에 나노 입자가 달라붙자 대식세포가 달려들고, 또 다른 면역세포인 T세포도 공격에 가세해 항암 면역 반응이 더욱 강해졌다는 분석이다. 병용 치료에서 일부 생쥐는 종양이 완전히 사라지는 완전 관해가 나타났다.
한쪽 종양에만 세균 유래 나노입자를 직접 주입했는데, 반대편 종양의 성장까지 억제되는 현상도 관찰됐다. 연구팀은 한쪽 종양에서 시작된 면역반응이 몸 전체로 퍼졌을 가능성이 있다고 분석했다.
◇인체 적용은 아직… 임상시험 거쳐야
이번 기술은 특정 암 항원을 겨냥하는 기존의 일부 치료와 달리, 미리 정해진 암 항원에 의존하지 않는다는 점에서도 의미가 있다. 연구팀은 “대장암과 유방암 계열의 생쥐 종양 모델에서 효과를 확인했다”며 “여러 종류의 암에 적용할 수 있는 기술로 발전할 가능성이 있다”고 밝혔다.
외부에서 면역세포를 따로 배양하거나 유전적으로 조작하지 않고, 종양 안에 있는 대식세포가 암세포를 공격하도록 유도한다는 점도 이 기술의 강점이다. 몸 안의 대식세포가 지닌 암 공격 능력을 되살리는 새로운 접근인 셈이다.
다만 사람에게 곧바로 적용할 수 있는 단계는 아니다. 이번 연구는 세포와 생쥐를 대상으로 한 전임상 연구다. 사람에게 반복 투여했을 때 과도한 염증이나 예상치 못한 면역반응이 나타나지 않는지, 환자마다 다른 종양 환경에서도 같은 효과를 내는지 추가로 검증해야 한다. 종양에 직접 여러 차례 주사해야 한다는 점도 실제 임상 적용을 위해 풀어야 할 과제다.
https://n.news.naver.com/article/023/0003990272
