국내 연구진, 면역억제세포 리프로그래밍 약물전달체 개발

종양미세환경 바꿔 면역관문억제제의 낮은 치료효율 향상 기대

[이데일리 이연호 기자] 한국연구재단은 임용택 성균관대학교 교수 연구팀이 화학항암제와 면역제어물질을 탑재한 생체이식형 전달체를 제작하고 생쥐모델에서의 항암효율 향상을 보였다고 13일 밝혔다.

생체이식형 스캐폴드(scaffold)와 면역관문억제제와의 상호작용 기전.
이식된 스캐폴드(히알루론산 및 콜라겐 등으로 제작)에서 방출되는 독소루비신과 나노면역컨버터(iNCV(R848))가 종양미세 환경을 제어하고 이에 따라 면역관문억제제의 효능을 향상시킨다. 그래픽=한국연구재단.임 교수 연구팀은 종양 부위에만 필요한 만큼의 항암제를 전달하는 것과 병행해 면역활성화(systemic antitumor immune response)를 유도할 이식형 약물전달체를 제안했다.

우리 몸의 면역세포를 활성화해 암세포를 공격하는 면역항암제는 화학항암제나 표적항암제에 이어 등장한 3세대 항암제다. 하지만 암의 성장을 억제하는 면역세포와 암의 성장과 전이를 촉진하는 면역세포가 종양세포 주변에 공존하기 때문에 면역관문억제제와 같은 면역항암제는 일부 암 또는 환자에서만 효과를 보여 면역제어물질과 병행하려는 연구가 활발하다.

이에 연구진은 히알루론산 등 생체적합성 소재로 지름 5~10㎜ 크기의 디스크 형태(알약 모양)의 전달체를 제작하고 여기에 화학항암제 독소루비신과 면역제어물질(일명 나노면역컨버터)을 담아 종양미세환경에 이식했다. 면역억제 기능을 유도하는 종양미세환경을 변화시켜 면역관문억제제(Immune Checkpoint Blockade)의 효과를 높이고자 했다.

종양미세환경은 암 세포 주변의 다양한 세포들과 세포외 기질, 성장호르몬, 신호전달 물질 등의 복잡하고 다양한 요소로 구성된 총체를 일컫는 용어다.

실제 면역관문억제제(anti-PD-1, anti-PD-L1)에 반응하지 않던 유방암과 자궁경부암 생쥐모델에 화학항암제와 나노면역컨버터가 들어있는 전달체를 이식한 결과 암세포의 성장이 억제되는 것을 확인했다.

종양 제거수술 후 재발이나 전이에도 영향을 미쳤다. 화학항암제와 나노면역컨버터가 탑재된 전달체가 이식된 생쥐는 55일 이후에도 7마리가 생존했다. 반면 약물을 투여하지 않거나 면역항암제만 투여한 생쥐는 한 달 가량 후 10마리 모두 사망했다.

핵심은 전신독성 문제로 임상사용에 제한이 있었던 저분자 레시퀴모드를 서방형 고분자 나노입자 내에 봉입함으로써 독성문제를 해결하고 면역억제세포(MDSC)와 종양촉진 대식세포(M2형)를 암세포의 존재를 알리는 항원제시세포와 종양사멸(M1형) 대식세포로 바꾸는 나노면역컨버터를 개발한 것이다.

나노면역컨버터는 암세포의 존재를 인지하는 능력을 가진 항원제시세포와 암세포를 살상하는 능력을 가진 T세포를 종양세포 주위에 집결시키는 한편 면역억제인자는 제거함으로써 면역관문억제제와 같은 면역항암제가 최적의 효능을 발휘할 수 있는 환경을 만들어 주는 역할을 한 것이다.

연구진은 향후 환자마다 다른 종양미세환경에 맞는 면역억제인자 분석을 기반으로 환자 맞춤형 약물을 탑재할 수 있는 항암면역 연구를 지속할 계획이다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업(중견연구) 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 소재 분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)에 9월 6일 게재됐다.