암세포 잡는 자연살해세포 공격력 극대화 기술 개발

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다기능성 나노입자 제작 및 생체 적용 모식도
(a) 삼중 코팅법에 의해 제작된 다기능성 나노입자의 구조.
(b) 다기능성 나노입자와 키메라 항원 수용체(CAR) 발현 플라스미드 DNA 혼합체가 자연살해(NK)세포로 전달되어 발현되는 과정에 대한 모식도 및 제작된 자연살해세포의 항암면역활성 및 생체 내 세포추적 영상
<다기능성 나노입자 제작 및 생체 적용 모식도 (a) 삼중 코팅법에 의해 제작된 다기능성 나노입자의 구조. (b) 다기능성 나노입자와 키메라 항원 수용체(CAR) 발현 플라스미드 DNA 혼합체가 자연살해(NK)세포로 전달되어 발현되는 과정에 대한 모식도 및 제작된 자연살해세포의 항암면역활성 및 생체 내 세포추적 영상>

국내 연구진이 암세포를 공격하는 자연살해세포(NK세포) 활성을 극대화하는 치료 기술을 개발했다. 항암면역기능이 강화된 NK세포를 인위적으로 제작하고 인체 내 거동도 파악할 수 있게 됐다.

한국연구재단은 박경순·박우람·한동근 차의과학대학교 공동연구팀이 생체재료 기반 나노기술을 이용해 자연살해세포가 암세포를 보다 잘 공격하도록 만드는 세포치료제 제작기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

자연살해세포는 선천면역을 담당하는 세포다. 바이러스 감염세포나 종양세포 등의 비정상 세포를 인식해 파괴한다. NK세포는 우리 몸에 원래 존재한다. 다른 면역세포와 달리 면역거부반응이 적어 건강한 사람의 세포를 환자에게 사용할 수 있는 등 여러 장점이 있다.

현재 NK세포에 암세포 인식강화 유전자(EGF Receptor 〃CAR)를 도입해 암세포에 대한 공격력을 높이려는 연구가 활발하다. 이 유전자는 암세포 표면의 이름표, 즉 항원(EGF Receptor)을 인식하고 결합한다. NK세포에 이 유전자를 도입하면 암세포에 대한 공격력이 개선된다.

하지만 NK세포의 자체방어기작 때문에 외부에서 인식강화유전자를 도입하기가 쉽지 않다. 기존 바이러스를 이용해 암세포 인식강화 유전자를 NK세포 내로 전달하려는 방식은 바이러스를 매개체로 하기 때문에 안전성 측면에서 위험 요소가 있다.

연구팀은 바이러스 대신 형광을 띠는 자성 나노입자를 암세포 인식강화 유전자와 함께 전달함으로써 NK세포 내로 이 유전자가 유입되는 효율을 크게 높였다.

고분자 생체재료를 나노입자 위에 겹겹이 쌓는 삼중코팅 방식을 통해 NK세포의 자체 방어기작을 회피하도록 설계해 유전자를 효과적으로 세포 내로 전달한다.

연구진은 나노입자 도움으로 NK세포 표면에 암세포 인식강화 단백질이 정상적으로 만들어지고 유방암세포벽에 구멍을 내어 파괴하는 능력이 향상되는 것을 확인했다.

실제 유방암 생쥐모델에서 종양성장 억제능력을 살펴본 결과 종양크기가 대조군에 비해 약 4배 감소한 것으로 나타났다.

또한 나노입자가 자성을 띠는 아연·철 산화물과 근적외선 형광 분자를 포함하고 있어 자기공명영상과 광학형광영상기법으로 생쥐 동물모델에서 자연살해세포의 위치나 움직임을 추적할 수 있음을 입증했다.

박경순 교수는 “차세대 항암면역세포로 주목받는 자연살해세포를 자유자재로 엔지니어링할 수 있는 기술을 개발한 것”이라고 설명했다.

최호 정책기자 snoop@etnews.com