암세포를 추적해 파괴하는 '차세대 세포 유전자 치료제'의 생산 효율을 획기적으로 높일 수 있는 새로운 유전자 전달 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
21일 한국화학연구원은 차세대 세포 유전자 치료제인 'CAR(키메라 항원 수용체) 면역세포 치료제'의 유전자 전달 효율을 개선한 새로운 기술을 확보했다고 밝혔다.
차세대 항암제 'CAR 면역세포 치료제'란?
CAR 면역세포 치료제는 환자의 면역세포(T세포, NK세포)를 체외로 추출한 뒤, 암세포를 공격할 수 있도록 유전자를 조작해 다시 환자에게 주입하는 치료법이다. 암세포에 대한 추적 능력이 뛰어나 '기적의 항암제'로 불리지만, 복잡한 생산 과정과 높은 비용이 그간 임상 현장에서의 걸림돌로 지목되어 왔다.
치료제의 핵심은 암 공격 유전자를 면역세포 내부에 정확히 밀어 넣는 '열쇠(전달체)'를 찾는 것이다. 그동안은 고양이 바이러스 단백질(RD114)이나 소·돼지 구내염 바이러스 단백질(VSV-G) 등이 열쇠로 사용되어 왔다.
'SRV2' 단백질, 면역세포 'ASCT2' 출입문과 완벽 호환
한국화학연구원 연구팀은 효율을 높이기 위해 새로운 바이러스 종을 탐색하던 중, 원숭이 레트로 바이러스 2형의 외피 단백질인 'SRV2'에 주목했다.
우리 몸의 T세포와 NK세포 표면에는 영양분을 받아들이는 'ASCT2'라는 수용체가 존재한다. 연구팀이 발견한 SRV2 외피 단백질은 이 ASCT2 수용체에 완벽하게 들어맞는 구조를 가지고 있어, 치료 유전자를 면역세포 안으로 훨씬 쉽게 전달할 수 있다.
연구 결과, SRV2 전달체를 사용했을 때 바이러스 자체 생산량이 기존 방식보다 월등히 높게 나타났다. 특히 SRV2를 이용해 만든 CAR-T 세포는 암 공격용 유전자 발현율이 기존 RD114 방식 대비 약 20~25% 더 높았다.
동물실험서 입증된 강력한 항암 성능
연구팀은 백혈병 암세포를 투여한 쥐 실험을 통해 치료제의 성능을 검증했다.
치료를 받지 않은 쥐는 투여 열흘째 종양이 발생해 46일 만에 모두 폐사했다. 기존 방식(RD114)을 적용한 쥐들 역시 일부가 33일째 종양이 생기며 63일 차에 사망했다.
반면, 새로운 SRV2 기반 치료제를 투여한 쥐는 4마리 중 3마리가 실험 기간 내내 종양이 전혀 자라나지 않았고, 나머지 1마리도 종양 발생이 훨씬 늦춰져 생존 기간이 71일까지 늘어났다.
박지훈 한국화학연구원 박사는 "전 세계적으로 보편화된 기존의 유전자 열쇠보다 항암 유전자 변형 성능이 우수한 새로운 후보를 발굴했다는 점에서 의미가 크다"며 "이번 기술이 치료제의 생산 수율을 높이고 항암 효과를 극대화하는 데 크게 기여하기를 바란다"고 밝혔다.
이번 연구 성과는 세포 유전자 치료제의 상용화를 앞당기는 중요한 전환점이 될 것으로 기대를 모으고 있다.