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[IT뉴스][사이언스샷] 꿈의 면역항암제, 줄기세포처럼 회춘해 업그레이드

온카뱅크관리자

2024-04-11 07:29:34

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 미국, 호주 연구진 각각 네이처에 논문 발표 CAR-T세포에 줄기세포 유도 단백질 증폭 동물실험서 암세포 공격력, 내구성 모두 향상 
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 <img alt="CAR-T세포(녹색)이 암세포(파란색)을 공격하는 모습./미 메모리얼 슬로언 케터링 암센터" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/11/chosunbiz/20240411072937923mnhk.jpg" data-org-width="1000" dmcf-mid="P4Z1grg23L" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/11/chosunbiz/20240411072937923mnhk.jpg" width="658">
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 CAR-T세포(녹색)이 암세포(파란색)을 공격하는 모습./미 메모리얼 슬로언 케터링 암센터
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 ‘살아있는 약물, 암세포 연쇄 킬러’로 불리는 약물이 있다. 면역세포가 항암제로 변신한 ‘CAR(키메라 항원 수용체)-T세포’이다. 과학자들이 이런 면역항암제를 더 강력하게 만드는 방법을 찾아냈다. CAR-T세포가 줄기세포를 닮도록 하는 것이다. 줄기세포는 인체의 모든 세포로 자라는 원시 세포이다. 면역항암제는 줄기세포 상태로 회춘(回春)하면서 항암 효능이 더 강력해지고 오래 갔다.
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 <img alt="면역항암제인 CAR-T세포는 시간이 가면 항암 능력이 떨어진다. 과학자들이 FOXO1이라는 단백질을 증폭시켜 깜빡이던 전구와 같던 CAR-T세포를 회춘시키는 데 성공했다./미 스탠퍼드대" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/11/chosunbiz/20240411072944027flvd.jpg" data-org-width="2453" dmcf-mid="Qzscz8zTun" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/11/chosunbiz/20240411072944027flvd.jpg" width="658">
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 면역항암제인 CAR-T세포는 시간이 가면 항암 능력이 떨어진다. 과학자들이 FOXO1이라는 단백질을 증폭시켜 깜빡이던 전구와 같던 CAR-T세포를 회춘시키는 데 성공했다./미 스탠퍼드대
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 ◇줄기세포 상태로 돌려 치료 능력 배가
 국제 학술지 ‘네이처’는 10일(현지 시각) “맞춤형 면역항암제인 CAR-T세포에 줄기세포를 닮게 만드는 단백질을 추가하면 암세포 공격력이 강화되고 더 오래 간다”고 밝혔다. 미국 스탠퍼드대와 호주 피터 맥캘럼 암병원 연구진은 각각 이날 네이처지에 CAR-T세포를 줄기세포처럼 회춘시켜 항암 능력을 배가시킨 연구 결과를 발표했다.
 CAR-T세포는 인체 면역체계의 주력군인 백혈구 T세포에 암세포와 결합하는 단백질을 만드는 유전자를 추가해 항암 효과를 극대화한 것이다. 환자의 혈액에서 T세포를 추출해 암세포 인식 능력을 추가한 뒤 다시 환자 몸에 집어넣는다.
 다만 지금까지 이 치료제는 백혈병과 같은 혈액암에는 효과를 보였지만, 유방암이나 폐암 같이 장기에 생기는 고형암에서는 이렇다 할 성과를 내지 못하고 있다. 암을 제거할 수 있을 만큼 오랫동안 T세포를 활성 상태로 유지하기 어렵기 때문이다. 암세포와 싸움이 오래 이어지면 항암 능력이 떨어진다.
 미국과 호주 연구진은 CAR-T세포를 회춘시키는 방법을 찾아냈다. T세포를 줄기세포 상태로 만들면 세포 나이가 어려진 만큼 몸 안에서 더 빨리 증식하고 더 오래 간다는 것이다. 미국 텍사스대 사우스웨스턴대학병원의 투오치 우(Tuoqi Wu) 교수는 네이처지에 “이번 논문들은 암 환자를 위한 치료용 T세포를 강화하는 새로운 길을 열었다”고 밝혔다.
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 <img alt="CAR-T세포 치료제를 만드는 과정./Malaghan Institute of Medical Research" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/11/chosunbiz/20240411072947088dlch.jpg" data-org-width="3508" dmcf-mid="y02MGpGk7J" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/11/chosunbiz/20240411072947088dlch.jpg" width="658">
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 CAR-T세포 치료제를 만드는 과정./Malaghan Institute of Medical Research
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 ◇회춘 단백질 증폭, 지친 세포 되살려
 에반 웨버(Evan Weber) 펜실베이니아대 의대 교수와 크리스털 맥콜(Crystal Mackall) 스탠퍼드대 의대 교수 연구진은 백혈병 환자를 치료하는 데 사용된 CAR-T세포를 비교했다. 어떤 환자는 면역항암제가 잘 들었지만, 그렇지 않은 환자도 있었다.
 유전자를 분석했더니 치료 효과가 좋았던 T세포에는 효능이 좋지 않았던 세포보다 유전자 41개가 더 많이 작동했다. 연구진은 이 유전자들은 모두 FOXO1이라는 단백질이 조절하는 것으로 나타났다고 밝혔다. FOXO1이 이를테면 전자기기에서 모든 회로를 조절하는 마스터 스위치(master-switch)와 같은 역할을 하는 셈이다.
 T세포는 병원체에 감염된 세포를 빨리 제거하거나 증식하지 못하게 한다. 항체를 만드는 B세포를 돕기도 한다. 한 번 적과 싸운 T세포는 평화 시에도 기억 T세포의 형태로 몸에 머물다가 같은 적이 다시 오면 바로 대응한다. 연구진은 CAR-T세포가 평소보다 FOXO1 단백질을 더 많이 만들도록 변형했다. 그러자 CAR-T세포가 줄기세포 유사 기억 T세포와 비슷해졌다. 줄기세포 유사 기억 T세포는 장기간에 걸쳐 기억 T세포들의 숫자를 유지해주는 재생기능을 가진 세포이다.
 다음에는 암에 걸린 생쥐에 FOXO1 단백질을 더 많이 만드는 CAR-T세포를 투여했다. CAR-T세포는 혈액암은 물론, 고형암에도 효과가 있었다. 줄기세포 유사 T세포는 기존 CAR-T세포보다 암세포를 더 완벽하게 줄이고, 몸 안에서 더 오래 갔다.
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 <img alt="CAR-T세포(주황색)가 암세포(녹색)을 공격하는 모습. 과학자들이 CAR-T세포를 줄기세포 상태로 회춘시켜 항암 능력을 배가시켰다./Eye Of Science/Science Photo Library" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/11/chosunbiz/20240411072949417qity.jpg" data-org-width="1248" dmcf-mid="W7uVhXhLzd" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/11/chosunbiz/20240411072949417qity.jpg" width="658">
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 CAR-T세포(주황색)가 암세포(녹색)을 공격하는 모습. 과학자들이 CAR-T세포를 줄기세포 상태로 회춘시켜 항암 능력을 배가시켰다./Eye Of Science/Science Photo Library
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 ◇마스터 스위치 분자 2개 동시 증폭 목표
 호주 피터 매컬럼 암병원의 필립 다시(Phillip Darcy) 교수 연구진도 다른 방법으로 CAR-T세포가 회춘하면 항암 능력이 높아지는 것을 확인했다. 연구진은 면역 신호물질인 인터루킨(IL)에 주목했다. 특정 병원체에 효과가 있는 T세포는 인터루킨-15(IL-15)의 영향을 받아 장기 생존 가능한 기억 T세포로 분화한다.
 연구진은 CAR-T세포의 유전자를 분석한 결과, IL-15가 FOXO1과 관련된 유전자를 작동시키는 것을 발견했다. CAR-T세포가 FOXO1 단백질을 더 많이 만들도록 변형하자 세포가 줄기세포와 비슷해졌을 뿐만 아니라 성숙하면서 지지치 않고 암과 싸우는 것으로 나타났다. FOXO1 단백질은 CAR-T세포의 신진대사를 개선해 생쥐 몸에서 더 오래 항암 효과를 보였다.
 호주 연구진은 앞으로 2년 이내 실제 암 환자에게 FOXO1 단백질을 더 많이 만드는 CAR-T세포를 임상시험할 계획이라고 밝혔다. 전망은 밝다. 펜실베이니아대 의대의 웨버 교수는 이미 c-Jun이라는 또 다른 마스터 스위치 단백질을 생산하도록 유전자를 변형한 CAR-T세포를 백혈병 환자에게 임상시험하고 있다. 이 단백질 역시 T세포가 항암 능력을 잃지 않도록 돕는다. 스탠퍼드대 의대의 맥콜 교수는 “같은 시스템이 FOXO1에도 적용될 수 있다”며 “두 단백질을 동시에 증폭하면 CAR-T세포가 더욱 강력해질 수 있을 것”이라고 말했다.
 참고 자료
 Nature(2024), DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07300-8
 Nature(2024), DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07242-1
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