적혈구 특송으로 CAR세포 체내 생성…'세포치료 혁명'

중국 연구진이 적혈구를 '택배'처럼 이용해 체내에서 직접 암을 공격하는 CAR 면역세포를 만드는 혁신적인 기술을 개발했다.

14일(현지시간) 중국 매체 바이오온에 따르면 중국 서호생명과학및의생명연구소(Westlake Laboratory) 샤오치엔 니에 박사 연구팀은 적혈구를 매개로 mRNA를 전달해 체내에서 CAR-골수세포를 생성하는 플랫폼을 개발, 그 결과를 국제 학술지 '사이언스 중개의학(Science Translational Medicine)'에 발표했다.

기존의 CAR-T 세포 치료제는 환자에게서 T세포를 추출해 체외에서 유전자를 조작하고, 수 주간 배양한 뒤 다시 주입하는 방식이다. 이 과정은 시간이 오래 걸리고 수억 원대의 비용이 들며 고도로 전문화된 시설이 필요하다는 한계가 있었다.

연구팀은 이 과정을 체내에서 직접 구현하는 새로운 해법을 제시했다. 'mRNA-LNP-Ery'로 명명된 이 기술은 암세포를 인식하는 CAR 유전 정보가 담긴 mRNA를 지질나노입자(LNP)에 탑재한 뒤, 이를 다시 적혈구 표면에 부착하는 방식이다.

이 기술의 핵심은 '트로이 목마' 전략이다. mRNA를 실은 적혈구는 혈액을 타고 순환하다 수명이 다하면 비장(지라)의 대식세포에 의해 자연적으로 제거된다. 이 과정에서 적혈구에 붙어있던 mRNA-LNP가 대식세포 등 골수 유래 면역세포에 정확히 전달된다.

유전 정보를 전달받은 골수세포는 표면에 CAR 단백질을 발현하며 암세포를 공격하는 'CAR-골수세포'로 변신한다. 특히 골수세포는 T세포와 달리 종양미세환경(TME)에 깊숙이 침투하는 능력이 뛰어나 고형암 치료에 더 유리할 수 있다.

실제로 전임상 동물 모델에서 이 기술로 생성된 CAR-골수세포는 종양으로 이동해 암세포를 파괴하고, 종양미세환경을 재편하는 것으로 나타났다. 또한 다른 면역세포인 T세포와 자연살해(NK)세포의 종양 내 침투를 유도해 시너지 효과를 냈다.

이번 연구는 바이러스 벡터 대신 mRNA를 사용해 유전체 삽입 돌연변이 등의 위험 없이 안전성을 높였다. mRNA는 수일 내 자연 분해되어 일시적으로만 작용하지만, 수명이 짧은 골수세포를 표적으로 하기에 충분한 치료 효과를 기대할 수 있다.

'사이언스 중개의학'의 에이미 백 부편집장은 편집자 논평을 통해 "암 치료를 위한 잠재적으로 효과적인 새로운 접근법이자, 체내에서 골수세포 기반 CAR 작용 세포를 생성하는 혁신적인 방법"이라고 평가했다.

연구를 이끈 니에 박사는 "이번 연구는 체내에서 직접 면역세포를 프로그래밍하고 고형암에 대한 CAR-골수세포 치료를 발전시킬 수 있는, 임상적으로 전환 가능한 플랫폼을 구축했다"고 밝혔다. 이 기술은 향후 세포치료제를 주사제처럼 간편하게 투여하는 '기성품(off-the-shelf)' 형태로 발전할 가능성을 열었다.