학술·연구

세포 치료제 개발에 30분, 유전자조작 없는 표면개질 자연살해세포 치료제 개발

등록일 2024.01.25. 작성자 이욱호 조회 615

(왼쪽부터) 동국대 김성준 박사과정 학생 (제1저자), 동국대 김교범 교수 (교신저자)

(왼쪽부터) 동국대 김성준 박사과정 학생 (제1저자), 동국대 김교범 교수 (교신저자)

 

동국대(총장 윤재웅)는 동국대 공과대학 화공생물공학과 김교범 교수 연구팀과 연세대 정한성 교수 연구팀이 공동연구를 통해 지질기반의 생체재료를 활용, 표면개질 자연살해세포(Natural killer cell, NK cell)를 개발하고 이를 통해 고형암에 대한 면역 항암치료에 응용하는 데 성공했다고 밝혔다.

면역요법은 현재 여러 종류의 암 치료에서 가장 성공적이고 혁신적인 방법의 하나로 부각되고 있다. 그중에서도 특히 NK세포는 T 세포의 한계를 극복하며 종양 세포를 특이하게 식별하고 제거하는 독특한 능력을 지니고 있어 T 세포의 대안으로 주목받아 항암치료의 선봉에 서고 있다. 현재 키메라 항원 수용체 (CAR) 유전자 도입을 통해 제작되는 기능성 강화 표면개질 CAR-T 세포 및 CAR-NK세포 치료제는 현재 항암치료를 위해 환자에게 투여되고 있기도 하다.

CAR-NK 세포에 대한 관심과 수요가 높아지면서 CAR 기반 유전공학과 관련된 과제도 증가하고 있다. 유전자 조작 CAR 세포의 제조 과정은 형질감염 효율이 낮고, 돌연변이 발생으로 인해 생성된 NK세포의 본질적인 생물학적 활성이 저하될 수 있는 도전이 존재한다.

이에 연구팀은 유전자 조작 없이 NK세포 표면에 암세포 인식용 리간드를 제시할 수 있는 방법을 고안했다. 지질 기반의 생체소재는 세포막에 소수성 상호작용을 통해 부착될 수 있다. 연구팀은 암세포 표면에 과발현되어있는 CD44 수용체에 특이적으로 결합하는 생체고분자인 히알루론산에 지질을 결합한 소재를 개발하여 NK세포 표면개질에 적용하였다. 그 결과 개발된 소재는 30분 만에 NK세포 표면을 성공적으로 개질하였으며, 표면개질 NK세포-암세포 간 면역 시냅스를 형성하였다. 연구에서 개발된 표면개질 NK세포는 췌장암에 대해 일반 NK세포 대비 98%, 화학 항암제인 Gemcitabine 대비 88% 향상된 전임상 종양 억제 기능성을 보였다. 또한 표면개질 NK세포는 췌장암의 폐 전이 및 종양에 의한 신생혈관 형성을 성공적으로 억제하는 결과를 보였다.

동국대 김교범 교수와 박사과정 김성준 학생은 생체재료 기반 NK세포 표면개질에 대한 연구를 통해 세계 최고수준의 국제학술지 Chemical Engineering Journal (IF 15.1), Nano convergence (IF 11.7) 등에 교신저자 및 제1저자로 논문을 게재, 학계의 주목을 받고 있다. 김교범 교수는 "이 기술은 기존의 유전자 조작 기술이 필요로 하는 3주 이상 제조 공정 및 고난이도의 기술과 설비 없이 단순한 혼합만으로 30분 만에 면역세포의 표면을 효과적으로 변형할 수 있다“며 ”이러한 혁신적인 기술은 환자에게 부담되는 치료 비용을 낮추고 치료 과정을 간소화하는 데 기여할 것으로 예상되며, 면역항암 치료 분야에서 새로운 지평을 열 수 있을 것으로 기대된다“고 말했다.

해당 연구는 한국연구재단의 기초연구실지원사업과 중견연구자지원사업의 지원으로 수행됐다. 또한 ”Surface Engineering of Natural Killer Cells with CD44-targeting Ligands for Augmented Cancer Immunotherapy“ 제목으로 재료 분야 저명 국제학술지 Small (IF 13.2)에 게재됐으며, BRIC ‘한국을 빛내는 사람들’에도 선정됐다.

 

 

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