암 키우는 신호 끄고 공격 신호 켠다…'항암 나노스위치' 개발

KIST-성균관대-인천대 공동연구팀

항암 나노스위치 치료제 작용 기전(심만규 한국과학기술연구원 선임연구원 제공) /뉴스1

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국연구재단은 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원 심만규 박사, 성균관대학교 양유수 교수, 인천대학교 김준섭 교수 공동 연구팀이 암세포가 방출하는 핵심물질을 표적으로 삼아 조절하고 환자의 면역력을 높이는 차세대 항암 면역기술 개발에 성공했다고 22일 밝혔다.

최근 학계에서는 암세포가 분비하는 세포외소포체(TEVs)가 종양 성장을 촉진하면서도 억제하는 기능을 수행할 수 있다는 근거들이 축적돼 왔다.

세포외소포체는 세포가 분비하는 나노미터 크기의 소포체로, 다양한 생체분자를 운반해 세포간 신호 전달을 연결한다. 종양 유래 세포외소포체는 암의 성장, 전이 및 면역 회피를 유도하는 것으로 알려져 있다.

그러나 기존의 약물학적 접근은 주로 세포외소포체를 비선택적으로 붕괴하거나 생성을 억제하는 것에 집중됐다. 항암 면역반응을 활성화할 수 있는 '유익한 세포외소포체'의 기능까지 차단해 치료 효율을 떨어뜨리는 한계가 있었다.

이에 암의 성장과 전이를 돕는 세포외소포체만 제거하고 항암 면역을 활성화하는 면역원성 표현형의 세포외소포체만 선택적으로 생성할 수 있는 정밀 제어 기술이 필요했다.

연구팀은 문제를 해결하기 위해 세포외소포체를 끄고 켜는 신개념 전략을 제안, 이를 구현하기 위한 나노스위치 치료제 'EVOTAC'을 개발했다.

이 치료제는 종양 유래 세포외소포체 생성에 관여하는 세포 내 핵심 단백질을 표적분해해 세포외소포체의 생성을 차단하고 종양 환경을 초기화한다. 이후 암 부위에 국소 레이저를 조사하면 종양 유래 세포외소포체 생성이 다시 활성화된다.

이때 종양 세포는 치료제에 포함된 광감각제에 의해 광역학치료 반응을 일으키고 항암 면역을 유도하는 '면역원성 세포외소포체'를 우선적으로 생성하게 된다.

연구팀은 삼중음성 유방암 및 대장암 동물 모델 실험을 통해 종양의 완전 소멸, 항암 면역반응 활성화에 따른 재발 및 전이 억제 효과를 확인했다.

이번 연구는 기존 면역 치료제에 잘 반응하지 않는 난치성 고형암에서도 효과적인 새로운 치료법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 향후 대동물 모델에서 독성 평가를 통한 안전성 검증 등 임상 진입을 위한 추가 검증이 필요하다고 덧붙였다.

심 박사는 "종양 유래 세포외소포체를 무분별하게 억제하던 기존 접근법에서 벗어나 이를 면역반응을 촉발하는 형태로 선택적으로 유도하는 신개념의 원천기술"이라며 "이번 성과가 기존 항암 면역치료의 한계를 극복하고 새로운 치료 패러다임을 여는 계기가 되기를 기대한다"고 말했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 생화학 분야 국제학술지 '신호 전달 및 표적 치료(Signal Transduction and Targeted Therapy)'에 온라인 게재됐다.

jongseo12@news1.kr