고려대학교 바이오의공학부 정아람 교수 연구팀은 암 면역세포치료용 T세포 유전자 편집과 조작이 가능한 바이오칩을 개발했다.
그동안 독성 항암제, 표적 항암제가 암 치료에 사용되고 있지만 궁극적인 암 완치에는 이르지 못하고 있었다. 새로운 대안으로 환자의 면역세포를 사용하여 암을 제거하는 ‘암 면역세포치료(cancer immuno-cell therapy)’가 최근 놀라운 효능으로 큰 주목을 받고 있다. 백혈병, 림프종 등 일부 혈액암에서의 완치 결과를 바탕으로 미국 FDA에서 승인받은 5가지의 암 면역세포치료제가 현재 암 치료에 사용되고 있다.
보통 암 면역세포치료는 환자의 T세포를 분리한 후 암을 인지하고 공격할 수 있게 하는 CAR(chimeric antigen receptor) 유전자를 T세포 안으로 넣고 이 세포들을 다시 환자에 주입한다. 이때 유전자를 세포 안에 넣기 위해 바이러스를 사용하게 되는데, 이로 인해 발생하는 안전성 문제와 낮은 생산량이 큰 단점으로 지적됐다. 뛰어난 효과를 가지고 있지만, 고가라 접근성 면에서도 한계가 있었다.
한계점들을 근본적으로 해결하고자 정아람 교수팀은 미세액적(microdroplet) 기반 암 면역세포치료제 생산 플랫폼을 개발했다. 미세액적 속에서 물리적으로 세포막/핵막을 열어 효과적으로 유전자를 T세포 속으로 넣는 플랫폼 기술이다. 전달물질의 크기와 면역세포의 종류에 크게 구애받지 않는다는 장점이 있다. 또한 저비용 고효율로 유전자 전달이 가능하며, 매우 적은 양의 핵산만을 사용한다. 나아가 분당 백만 개 이상의 T세포를 대량으로 편집할 수 있는 높은 처리량을 고려했을 때 보고된 기술이 세포치료제 생산에 바로 사용될 수 있으리라 전망된다.
논문의 제1저자인 주병주 연구원은 “미세유체기반 세포 내 물질전달은 세포 치료제 개발을 포함한 다양한 생명공학 연구에 응용 가능한 잠재력을 가진 기술”이라며 “이번 연구는 기존의 보고된 기술들보다 높은 T세포 형질전환 수율을 얻었다는 점에서 주목할 만한 성과”라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 개인 연구지원사업과 고려대의 지원 아래 고려대 안암병원 진단검사의학과 윤승규 교수와의 공동 연구로 수행됐다.
한편, 연구 결과는 나노과학 분야 국제 학술지 ‘ACS Nano’ 온라인 판에 게재됐다.