화학연구원, 'CAR-T' 뛰어넘는 'CAR-M' 개발
CAR-T의 단점인 고형암 치료에도 적용 가능

화학연구원 최지우 석사후연구원(1저자)이 혈액 성분을 대식세포로 배양하기 위해 피펫 도구를 이용해 여러 개의 작은 용기에 옮기고 있다. 화학연구원 제공

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[파이낸셜뉴스] 한국화학연구원 박지훈 박사팀은 기존 '키메라 항원 수용체 T세포(CAR-T)'보다 성능이 좋은 CAR-M(대식세포) 기반의 새로운 면역항암 치료 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 이 기술은 T세포 대신 대식세포를 이용하는 항암치료법으로 고형암 세포에도 효과가 있다.

세포실험 결과 CAR-M은 대부분의 암세포를 삼키듯이 직접 감싼 뒤 흡수해 죽였다. 또 기존 기술로는 대식세포의 항암 기능 유지기간이 짧았지만 렌티바이러스를 이용해 최대 20일까지 늘리는데 성공했다.

김지훈 박사는 "말초 혈액으로부터 얻은 대식세포의 낮은 항암 유전자 발현 문제를 렌티바이러스를 이용해 개선한 최초 사례"라고 설명했다. 화학연구원 이영국 원장도 "기존 CAR T 세포 치료법을 보완해 면역항암 치료 다각화에 기여할 것"이라고 말했다.

CAR-T 치료법은 환자의 면역 세포인 T세포를 추출해 특정 암세포를 공격하도록 유전자를 변형한 후 환자에게 다시 주입한다.

CAR-T 세포치료제 기술의 세계 시장 규모는 2023년 약 37억4000만 달러로 평가되며, 연평균 성장률(CAGR) 39.6%로 성장해 2029년 약 290억 달러에 이를 것으로 예측되고 있다.

CAR-T 세포치료제는 일부 백혈병 등 혈액암 치료에는 매우 효과적이지만 폐암 등 고형암에는 아직까지 뚜렷한 효과를 보이지 못하고 있다.

화학연구원 최지우 석사후연구원(1저자)이 대식세포를 살펴보고 있다. 화학연구원 제공

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연구진은 렌티바이러스를 유전자 전달책으로 삼아, 대식세포의 손상 없이 항암 유전자를 효과적으로 전달하는 기술을 개발했다.

일반적으로 어떤 유전자를 렌티바이러스에 심어 다른 세포로 전달할 때, 세포막을 얇게 만드는 양이온성 중합체 '폴리브렌'을 투입하고 강하게 섞어 렌티바이러스의 세포 침투 및 유전자 전달을 높인다. 하지만 대식세포가 폴리브렌과 만나면 심각한 독성이 생기며 강한 회전처리 과정에서 구조가 손상되거나 생존율이 떨어진다.

연구진은 폴리브렌 투입이나 강한 회전 처리 대신, 렌티바이러스와 대식세포의 접촉을 당초 1시간 30분에서 16시간으로 늘렸다. 그 결과, 대식세포의 손상없이 렌티바이러스의 전파가 당초보다 잘 일어났다.

또 말초혈액에서 얻은 단핵구가 대식세포로 분화되는 동안 7일을 기다려, 암세포 추적 유전자 전달률을 높였다. 이와함께 렌티바이러스가 어떤 세포로 들어갈 때 표면에서 열쇠 역할을 하는 'VSV-G 단백질'의 코돈을 최적화해 유전자 전달력을 더 높였다.

마지막으로 렌티바이러스에 담겨 전달된 항암 유전자가 대식세포에서 잘 발현되도록 DNA 서열 'EF1a'를 찾아 적용시켰다. 그 결과, 대식세포의 손상없이 유전자 전달 후 최대 20일 동안 안정적으로 항암 기능을 갖춘 'CAR-M' 생산이 유지됐다.

이 CAR-M을 급성 림프구성 백혈병과 B 세포 림프종의 대표적 세포주인 Nalm6와 Raji 암세포와 함께 두고 5일간 관찰했다. 그결과 붉은색을 띄고 있던 암세포들이 대부분 사라졌다.

연구진은 CAR M의 대량생산 및 고효율 치료 적용 기술을 개발할 계획이다.

한편, 이번에 개발한 CAR-M을 국제 학술지 '생체 신호 연구(Biomarker Research)'에 발표했다.
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monarch@fnnews.com 김만기 기자

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