코로나19 RNA 백신을 지질 나노입자로 싸야 하는 이유

RNA 분자 체내에 전달할 땐 분해 막는 게 관건

적혈구 '세포 외 소포', RNA 항암 면역제 전달체로 급부상

싱가포르대 의대 연구진, '세포 외 소포체 저널'에 논문

심장의 지방 세포 유래 '세포 외 소포'(적색) [미국 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬 센터. 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 한기천 기자 = 암과 싸울 때 치료 효과가 큰 약을 개발하는 건 사실 전투의 절반에 불과하다.

암이 생긴 부위에 부작용 없이 효과적으로 약을 운반하는 것도 못지않게 중요하다.

주요 면역 조절 수용체인 RIG-1 표적 RNA 치료제를 쓸 땐 특히 운반체가 중요하다.

이 수용체는 특정 유형의 RNA에 의해 활성화돼 암세포를 죽이는 면역 반응에 시동을 건다.

문제는 RNA 분자가 아주 불안정하고 깨지기 쉬운 성질을 가졌다는 것이다.

그래서 RNA 기반 치료제가 도중에 분해되지 않고 암세포에 충분히 흡수되게 하려면 적절한 운반체로 포장해야 한다.

코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) RNA 백신도 지질나노입자(LNP)를 운반체로 쓴다.

적혈구가 분비하는 나노 크기의 '세포 외 소포체'(nano-sized extracellular vesicle)가 RNA 기반 치료제의 운반체로서 뛰어난 플랫폼이 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

이 세포 외 소포로 운반한 RNA 치료제는 유방암의 성장과 전이를 모두 억제하는 것으로 동물 모델과 배양 세포 실험에서 확인됐다.

국립 싱가포르대 의대(NUS Medicine) 과학자들이 주도적으로 수행한 이 연구 결과는 최근 오픈 엑세스 국제학술지 '세포 외 소포체 저널'(Journal of Extracellular Vesicles)에 논문으로 실렸다.

이 연구엔 싱가포르 난양공대 의대(LKCMedicine, NTU Singapore)와 싱가포르 유전체 연구소(GIS) 과학자들도 참여했다.

종양 세포를 공격하는 킬러 T세포 종양 세포를 찾아내 공격하는 킬러 T세포(녹색). 적색은 암 관련 섬유종, 오렌지색은 예정사 종양 세포, 청색은 킬러 T세포의 핵. [국립 싱가포르대 의대 제공. 재판매 및 DB 금지]

흔히 엑소좀(exosome)으로 알고 있는 세포 외 소포체는 세포 사이의 생리적 신호 전달을 매개하는 소낭을 말한다.

세포 내에 생성된 소낭에 단백질, 지질, 핵산 등이 담기면 세포막이 안쪽으로 접히면서 외부로 방출된다.

25일 미국 과학진흥협회(AAAS) 사이트(www.eurekalert.org)에 공개된 논문 개요 등에 따르면 RIG-1 경로를 자극하는 RNA 기반 치료제는 이미 항암 면역제로 쓰이고 있다.

RIG-1 경로가 DNA 말단의 삼인산(5' triphosphate)에 의해 활성화하면 1형 인터페론이 분비되고 면역계에 활성 자극이 가해진다.

이번 연구 결과는 RIG-1 활성화 RNA 치료제의 효능 개선에 크게 기여할 거로 평가된다.

논문의 교신저자를 맡은 레민(Minh Le) 약물학 조교수는 "치료제를 정확히 병소에 전달하는 건 독성으로 인한 부작용을 줄이는 데도 중요하다"라면서 "이번 플랫폼 발견이 암 환자의 치료 예후를 개선하는 데 도움이 될 수 있을 것"이라고 말했다.

연구팀은 새로 나온 RIG-1 작용제 2종을 적혈구 배출 세포 외 소포로 전달했을 때 항암 효능이 어떻게 달라지는지 평가했다.

실험 결과 두 종 모두 RIG-1 경로를 성공적으로 자극했고, 생쥐 모델과 배양한 인간 유방암 세포 모델에서 프로그램 자멸사를 유도했다.

종양에 여러 차례 약물을 주입하자 RIG-1 경로의 연쇄반응이 일어났고 면역세포의 종양 침투가 증가하면서 종양의 성장이 억제됐다.

고형암 성장에 필요한 EGFR(상피세포 수용 인자) 결합 나노 항체와 함께 immRNA 유형의 작용제를 투여하자 전이암 세포 내 약물 축적을 촉진해, 종양을 공격하는 세포 독성 T세포(일명 킬러 T세포)가 강하게 반응했다.

이는 유방암의 폐 전이를 확연히 억제하는 결과로 이어졌다.

암세포(청색)를 둘러싼 킬러 T세포(녹색·적색) [미국 국립보건원(NIH) 제공. 재판매 및 DB 금지]

적혈구 분비 세포 외 소포, 약칭 RBCEV를 이용한 약물 운반 기술은 다른 많은 유형의 암에도 적용될 가능성이 크다.

최근 싱가포르의 생명과학 벤처인 '카마인 쎄라퓨틱스'(Carmine Therapeutics)도 이 기술의 확대 적용 가능성을 면밀히 들여다보고 있다.

RBCEV 기술을 기반으로 암과 희소 질환에 쓸 차세대 유전자 치료제를 개발하는 게 이 회사의 목표다.

이 회사의 공동 창업자인 레 교수는 "다른 많은 유형의 암 치료제 개발에 RBCEV 플랫폼이 활용돼 더 많은 암 환자에게 혜택이 돌아가기를 희망한다"라고 말했다.

cheon@yna.co.kr

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