면역항암제 '신호 레고' 시대…프로그래밍 사이토카인 '트라이카인' 등장

미국 스탠포드대 연구진이 신호 전달 경로를 레고처럼 조립해 항암 효과는 높이고 독성은 낮춘 차세대 프로그래밍 가능 사이토카인 기술을 개발했다.

21일(현지시간) 바이오 전문매체 바이오온에 따르면, 스탠포드대 크리스토퍼 가르시아 교수 연구팀은 '트라이카인(Trikine)'이라 명명된 새로운 사이토카인 공학 기술을 개발해 국제 학술지 '사이언스(Science)'에 발표했다.

사이토카인 치료법은 면역세포를 활성화해 종양을 공격하게 하는 면역항암요법의 하나다. 그러나 인터루킨-2(IL-2) 등 천연 사이토카인은 체내에서 복잡하게 작용하며 심각한 전신 독성을 유발해 임상 적용에 한계가 있었다.

연구팀은 '트라이카인' 플랫폼을 통해 이 문제를 해결했다. 자연 상태의 사이토카인이 2개의 수용체와 결합하는 것과 달리, 트라이카인은 3개의 서로 다른 수용체를 동시에 결합시키는 삼량체 복합체를 형성한다. 이를 통해 자연에 없는 새로운 신호 조합을 만들어 면역세포의 기능을 원하는 방향으로 재설계할 수 있다.

연구팀은 두 종류의 트라이카인 분자를 통해 가능성을 입증했다. 먼저 'IL-2/21 트라이카인'은 IL-2의 '강력한 증식' 신호와 IL-21의 'T세포 고갈 방지' 신호를 결합했다. 그 결과, 기존 IL-2 치료법보다 강력한 항암 효과와 낮은 독성을 동물실험에서 확인했다.

또한 'IL-10/2 트라이카인'은 면역 억제 기능이 있는 IL-10에 IL-2 수용체를 결합시켰다. 이 조합은 면역세포가 침투하기 어려운 '냉종양'인 췌장암, 흑색종 모델에서 면역세포 침투를 촉진했으며, 면역관문억제제 'PD-1'과 강력한 시너지 효과를 보였다.

이번 연구는 복잡한 세포 공학 없이도 면역세포의 기능을 '재프로그래밍' 할 수 있는 범용 플랫폼을 제시했다는 점에서 의미가 크다. 연구팀은 트라이카인 기술이 향후 암 종류나 면역 환경에 맞춰 다양한 '맞춤형' 면역 조절 무기를 개발하는 길을 열 것으로 기대했다.