항암제 효과를 높이는 방법이 제시됐다. 임용택 성균관대 교수 연구팀이 화학 항암제와 면역제어물질을 탑재한 생체이식형 전달체를 제작했다. 한국연구재단(이사장 노정혜)은 생쥐모델에서 항암 효율 향상을 확인했다고 13일 발표했다.

종양 부위에만 필요한 만큼의 항암제를 전달하는 것과 함께 면역 활성화(systemic antitumor immune response)를 유도할 이식형 약물 전달체를 제안한 것이다. 우리 몸의 면역세포를 활성화해 암세포를 공격하는 면역항암제는 화학, 표적항암제에 이어 등장한 3세대 항암제이다.

암의 성장을 억제하는 면역세포와 암의 성장과 전이를 촉진하는 세포가 종양세포 주변에는 공존한다. 이 때문에 면역항암제는 일부 암 또는 환자에게서 효과를 보였다. 면역제어물질과 병행하려는 연구가 활발한 이유이다. 항암 면역치료제의 효능을 높이기 위해서는 암세포 치료용 면역세포의 기능을 떨어트리고 암 재발과 다른 조직으로의 전이를 유도하는 것으로 알려진 다양한 면역억제세포 등을 효과적으로 제어하는 기술이 중요하다.

연구팀은 히알루론산 등 생체적합성 소재로 지름 5~10㎜ 크기의 디스크 형태(알약 모양)의 전달체를 만들었다. 여기에 화학 항암제 독소루비신과 면역제어물질(일명 나노면역컨버터)을 담아 종양 미세환경에 이식, 면역억제 기능을 유도하는 종양 미세환경을 변화시켰다. 면역관문억제제(Immune Checkpoint Blockade) 효과를 높였다. 종양 미세환경이란 암세포 주변의 다양한 세포들과 세포외 기질, 성장호르몬, 신호전달 물질 등의 복잡하고 다양한 요소로 구성된 총체를 일컫는다.

실제 면역관문억제제(anti-PD-1, anti-PD-L1)에 반응하지 않던 유방암과 자궁경부암 생쥐모델에 화학 항암제와 나노면역컨버터가 들어있는 전달체를 이식한 결과 암세포 성장이 억제되는 것을 확인했다. 종양 제거 수술 후 재발이나 전이에도 영향을 미쳤다. 화학 항암제와 나노면역컨버터가 탑재된 전달체가 이식된 생쥐는 55일 이후에도 7마리가 생존했다. 반면 약물을 투여하지 않거나 면역항암제만 투여한 생쥐는 한 달 후 모두 사망(10마리)했다.

이번 연구의 핵심은 전신독성 문제로 임상사용에 제한이 있었던 저분자 레시퀴모드를 서방형 고분자 나노입자 내에 넣고 봉함으로써 독성문제를 해결했다는 점이다. 여기에 면역억제세포와 종양 촉진 대식세포를 암세포의 존재를 알리는 항원제시세포와 종양 사멸 대식세포로 바꾸는 나노면역컨버터를 개발했다는 데 있다.

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

연구팀은 앞으로 환자마다 다른 종양 미세환경에 맞는 면역억제인자 분석을 기반으로 환자 맞춤형 약물을 탑재할 수 있는 항암 면역 연구를 지속할 계획이다. 연구성과는 소재 분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)에 9월 6일자(논문명:A Designer Scaffold with Immune Nanoconverters for Reverting Immunosuppression and Enhancing Immune Checkpoint Blockade Therapy)에 실렸다.