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핵심내용

체내 이식형 약물전달 플랫폼으로 항암면역치료 효과 향상

- 수술 후 암의 재발·전이 방지하는 면역세포 활성화 기술 -

□ 차세대 항암 치료기술인 항암면역치료의 낮은 효과를 획기적으로 향상시킬 수 있게 되었다. 임용택 교수(성균관대학교) 연구팀이 몸 속에 이식하는 약물전달 플랫폼을 이용하여 수술 후 암의 재발이나 전이를 방지하는 기술을 개발했다고 한국연구재단은 밝혔다.

□ 항암면역치료는 체내 면역세포를 활성화해서 암을 치료하는 방법이다. 화학항암제를 통해 암세포를 직접 사멸시키는 기존 방법에 비해 부작용 및 독성이 적고 다양한 암에 적용할 수 있어 기대되고 있다. 그러나 실제 임상에서 항암면역치료에 반응하는 환자군은 20~30%로 매우 낮다. 그 이유 중 하나는 골수유래면역억제세포(MDSC) 등에서 분비하는 요소들이 종양미세환경에서 면역기능을 억제하기 때문이다.

□ 연구팀은 항암면역치료를 저해하는 골수유래면역억제세포(MDSC)를 제어하고 면역세포의 활성화를 유도할 수 있는 약물전달 플랫폼(ImmuneCare-DISC)을 개발했다. 유방암이 90%만 제거되어 완치되지 않은 동물모델에 약물전달 플랫폼을 삽입하자 암의 재발과 폐 전이가 억제되고 생존율이 증가되었다.

 ㅇ 개발된 약물전달 플랫폼을 몸속에 이식하면 항암제인 젬시타빈과 백신이 서서히 방출된다. 젬시타빈은 암세포의 사멸 뿐만 아니라 골수유래면역억제세포(MDSC)의 비율을 감소시켜서 면역억제 환경을 개선시키고, 항암면역치료 효과를 극대화시킨다.

□ 임용택 교수는 “약물전달 플랫폼을 이용한 항암면역치료 기술은 젬시타빈을 주사제로 사용할 때의 낮은 안전성과 반복적 투여에 따른 독성 문제를 해결할 수 있고, 백신에 의한 면역세포 활성화를 최적화할 수 있다”라며, “수술 후 흔히 발생하는 암의 재발이나 전이를 방지할 뿐만 아니라, 수술이 어려운 난치성 암의 치료에 활용될 수 있다”라고 연구의 의의를 설명했다.

□ 이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 지원으로 수행되었으며, 소재분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials) 3월 23일 논문으로 게재되었다.

상세내용

□ 연구의 주요내용

 1. 연구의 필요성
  ○ 항암면역치료기술은 체내에 존재하는 면역세포를 이용하여 암 세포 사멸에 이용하기 때문에, 부작용 및 독성이 최소화된 차세대 항암치료기술로 각광 받고 있다.
  ○ 하지만 실제 임상에서 이러한 면역치료에 반응하는 환자군은 20-30%로 매우 낮으며, 이는 종양미세환경(Tumor microenvironment)에 존재하는 다양한 면역억제인자(Immunosuppressive factor) 때문인 것으로 밝혀지고 있다.
  ○ 이러한 면역억제인자들은 암의 재발이나 다른 조직으로의 전이를 유도하는 메커니즘과 관련되어 있고, 이러한 면역억제 환경을 제공하는 대표적인 세포가 골수유래면역억제세포(Myeloid-derived suppressor cells, MDSC)이다. 따라서 골수면역억제세포를 제어하는 것이 중요하다.

 2. 연구내용
  ○ 젬시타빈이 암 세포뿐만 아니라, 골수유래면역억제세포의 사멸을 유도한다는 것이 알려졌고, 연구팀은 이점에 착안하여, 골수유래면역억제세포에 의한 면역억제 환경을 제어하여 효과적인 항암면역치료를 시도하였다.
  ○ 젬시타빈이 실제 임상에서도 사용되고 있으나, 과량 또는 반복 투여에 의한 독성 문제가 있기 때문에, 단회 국소이식 방법을 선택하였고, 이를 위한 임상적용이 가능한 플랫폼을 개발하고자 하였다.
  ○ 연구팀은 다양한 비율의 콜라겐과 히알루론산을 이용하여 ImmuneCare-DISC를 제작 및 시험하였고, 5 : 5 비율을 사용하였을 때, 가장 적합하다는 것을 확인하였다. 수지상세포를 사용한 실험에서, 암세포 용해물(Tumor lysates)과 아주번트(나노겔 + poly I:C)를 사용하였을 때, 사이토카인과 수지상세포 활성화 정도를 확인하여 가장 높은 면역반응이 나오는 것을 확인하였다.
  ○ 연구팀은 동물실험에서 triple-negative 유방암 세포주(4T1 breast tumor model)를 사용하였고, 수술을 하여 암의 90%를 제거하고, 10%를 남겨두어 암이 완전히 제거되지 않은 상황을 모방하였다. 암이 제거된 부위에 항암백신과 젬시타빈이 포함된 ImmuneCare-DISC를 삽입하였다.
  ○ 수술 이후 확인된 다양한 면역세포와 사이토카인 분포도 및 전이 암 확인 실험에서 ImmuneCare-DISC에 의한 항암면역치료 효과가 확인되었다. 전반적으로 T 세포 비율이 증가하였고, 골수유래면역억제세포 비율이 감소하였으며, 사이토카인 분비량이 증가하였다. 또한 암세포의 폐 전이가 억제되는 것이 확인되었다.

 3. 연구성과/기대효과
  ○ 이번 연구를 통해 젬시타빈이 가지고 있던 약물구조의 안전성과 독성에 대한 문제점을 해결할 수 있었다. 국소이식을 통하여, 체내에서 서서히 방출되는 젬시타빈은 항암백신에 의해 활성화된 T 세포의 활성을 저해하는 골수유래면역억제세포를 효과적으로 제어하여 항암치료 효능을 높일 수 있다.
  ○ 이 연구에서는 종양이 수술로 완전히 제거되지 않는 상황이나 수술이 불가능한 상황을 모방하여 성장한 종양의 90%를 제거하고, 남은 10%의 종양에 의해 유도되는 암의 재발과 폐 전이를 억제하였다. 이 과정에서 항암 백신으로 종양 용해물이 사용되었고, 유방암 세포주 뿐만 아니라 다른 종양 모델에서도 적용 가능할 것으로 기대된다.
  ○ 특히 임상에서 다양한 환자에 맞는 맞춤형 항암면역치료 플랫폼으로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

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