초저용량 '면역 미사일'…전신 암 면역 깨우는 나노입자

미국 연구진이 극소량으로도 전신에 걸친 항종양 면역 반응을 안전하게 활성화하는 새로운 나노입자 약물을 개발했다.

중국 생명과학 매체 바이오온 등에 따르면, 미국 미시간대학교 제임스 문 교수 연구팀은 '크리스탈(CRYSTAL)'이라 명명한 금속 기반 나노입자를 개발했으며, 해당 연구 결과는 지난 7일(현지시간) 국제 학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다.

크리스탈은 망간 이온(Mn2+)이 면역 반응을 촉진하는 'STING 작용제'를 안정적인 나노 구조로 조직화하고, 이를 다시 지질로 감싸 체내 안정성을 높인 형태다. 이 나노입자는 암세포 감지에 중요한 역할을 하는 cGAS-STING 경로를 전신에 걸쳐 활성화하도록 설계됐다.

연구팀은 쥐, 개, 비인간 영장류를 대상으로 한 동물실험에서 1kg당 0.003mg이라는 매우 낮은 용량의 정맥주사만으로 STING 경로가 활성화되는 것을 확인했다. 특히 심각한 부작용인 사이토카인 방출 증후군(CRS)을 유발하지 않아 높은 안전성을 입증했다.

효능 면에서도 뛰어난 결과를 보였다. 진행성 암에 걸린 쥐와 공격적인 토끼 종양 모델에서 크리스탈 투여 후 현저한 종양 퇴축 효과가 나타났다. 이는 크리스탈이 면역을 억제하는 종양미세환경을 개선하고, 암세포를 공격하는 CD8+ T세포 반응을 강력하게 유도한 결과다.

연구팀은 더 나아가 사람에게서 절제한 두경부 편평세포암 조직에서도 크리스탈이 인터페론 반응을 활성화하는 것을 확인하며 임상 적용 가능성을 시사했다.

이번 연구는 기존 STING 기반 면역항암제가 가진 약물 전달의 어려움과 전신 독성 문제를 극복할 새로운 대안을 제시했다는 평가를 받는다. 연구팀은 금속을 활용한 나노구조 설계가 면역 조절 분야에서 강력한 전략이 될 수 있음을 보여줬다고 설명했다.