종양 조직만 표적하는 새로운 면역치료법

면역 요법 약물은 암과의 싸움에서 새로운 무기를 약속하지만 너무 강력하여 나머지 인체에 유독할 수 있다. 면역 요법 약물의 기본 아이디어는 간단하다. 의사는 특별한 종류의 약물, 특히 실험실에서 준비되거나 변형된 항체 및 사이토카인과 같은 단백질을 환자에게 주입하여 환자의 면역 세포(T 세포, NK 세포 등)를 활성화하고 이러한 세포가 종양과 싸우도록 돕는다.

간단히 말해서, 면역 요법 약물은 환자 자신의 면역 체계를 강화하는 강력한 칵테일처럼 작용한다.

EPFL 공과대학 면역공학을 위한 생체재료 연구소 소장인 Li Tang은 “의사가 처방한 후 면역치료제가 정맥으로 투여된다. 일단 체내에 들어가면 약물은 종양이나 전이가 있는 곳뿐만 아니라 전체로 퍼진다. 문제는 약물의 단백질이 너무 강해서 건강한 조직을 손상시킨다는 것”이라고 말했다.

이미 시중에 나와 있는 많은 면역요법 치료법이 전임상 연구에서 암에 대해 매우 효과적인 것으로 입증됐다. 그러나 그들은 신체의 나머지 부분에 너무 유독하다.

연구팀은 면역요법 단백질이 종양 조직에 들어갈 때만 활성화되는 방법을 개발했다. EPFL 팀은 보편적인 화학적 접근을 통해 이러한 종류의 기술을 개발한 선구자 중 하나다.

이 연구는 최근 Science Advances 저널에 게재됐다.

Tang 연구실의 박사후 연구원인 Yu Zhao는 종양 주변의 화학적 특성을 활용하여 시작했다. 그는 “종양 미세 환경은 신체의 나머지 부분과 다르다. pH가 더 낮기 때문에 더 산성이며 환원 가능성이 높다”고 말한다.

Zhao는 과학자들에게 이미 알려진 이러한 사실을 사용하여 단백질 약물이 종양에 도달할 때까지 몸을 통해 무해하게 이동할 수 있도록 하는 일종의 고분자 보호막을 개발했습니다.

그는 “보호막을 만들기 위해 먼저 작은 갈고리처럼 단백질 분자의 표면에 부착되는 자극 반응성 화학 결합을 개발했다. 그후 분자의 긴 사슬인 폴리머를 가져와 단백질 분자의 결합에 ‘연결’했다. 일단 단백질 표면에 부착되면 폴리머는 보호막처럼 그들을 감싼다”고 설명했다.

이 보호막은 종양 조직의 독특한 화학적 환경에 노출되면 분해되도록 설계됐다. Tang은 “종양 미세 환경의 화학 반응은 단백질 표면의 결합을 파괴하여 고분자 보호막을 제거한다. 그러면 단백질 약물이 종양 조직에서 환자의 암과 싸우는 림프구를 선택적으로 활성화할 수 있다”고 말했다.

이 방법이 잠재적으로 암 치료에 임상적으로 사용되기까지는 상당한 자금과 함께 앞으로 몇 년이 더 걸릴 수 있다.