CAR-T 단명·재발 숙제 풀리나…'당(糖) 방패' 씌워 생존력↑

미국 연구진이 CAR-T(키메라 항원 수용체 T세포) 치료제의 생존력과 항암 효과를 획기적으로 높이는 '당공학(glycoengineering)' 기술을 개발해 주목된다.

29일 중국 바이오 전문매체 바이오온에 따르면, 플로리다 국제대학교(FIU) 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 국제학술지 '면역학 프론티어(Frontiers in Immunology)'에 발표했다. 이 기술은 CAR-T 세포 표면에 일종의 '당(糖) 보호막'을 씌워 종양의 공격을 막는 새로운 방식이다.

CAR-T 치료제는 혈액암에서 높은 효과를 보이지만, 종양미세환경(TME)의 면역억제 물질로 인해 기능이 저하돼 단기 재발이 잦고 고형암에는 효과가 미미하다는 한계가 있었다. 연구팀은 종양세포가 분비하는 단백질 '갈렉틴-3(Gal-3)'이 CAR-T 세포를 공격해 사멸을 유도하는 핵심 원인임을 규명했다.

특히 기존 CAR-T 제조 공정이 오히려 세포 표면에 갈렉틴-3 결합 부위를 늘려 공격에 더 취약하게 만든다는 점에 착안했다. 이에 연구팀은 'ST6GAL1' 유전자를 CAR-T 세포에 과발현시켜 갈렉틴-3가 결합하지 못하도록 막는 기술을 고안했다. 이렇게 변형된 세포는 'ST6 OE CAR-T'로 명명됐다.

체외(in vitro) 실험 결과, 갈렉틴-3가 많은 환경에서 ST6 OE CAR-T는 기존 CAR-T 대비 세포 사멸이 현저히 감소했으며 종양 살상 능력을 유지했다. 기능성을 유지한 CAR-T 세포 수는 두 배 가까이 늘어난 것으로 나타났다.

미만성 거대 B세포 림프종(DLBCL)을 이식한 동물모델 실험에서도 결과는 뚜렷했다. ST6 OE CAR-T를 투여한 쥐는 기존 CAR-T 치료군보다 종양 성장이 크게 둔화되고 전체 생존기간이 유의미하게 연장됐다. 치료 후 체내에 남아있는 CAR-T 세포 수도 더 많아 지속성이 향상됐음을 입증했다.

연구를 이끈 찰스 디미트로프 교수는 "기능성 CAR-T 세포 수가 거의 두 배로 늘어났다"며 "당공학 기술이 CAR-T의 역경 저항 능력을 크게 향상시킬 수 있음을 확인했다"고 밝혔다.

이번 연구는 CAR 자체를 변경하는 대신 세포의 방어력을 높이는 새로운 접근법이라는 점에서 의미가 크다. 기존 CAR-T 제조 공정에 쉽게 적용할 수 있어 임상 적용 문턱이 낮고, 혈액암 재발과 고형암 치료 한계를 동시에 극복할 잠재력을 가진 것으로 평가된다.

연구팀은 향후 다양한 고형암 모델에서 해당 기술의 효과를 검증하고, NK세포 등 다른 면역세포로의 확장 가능성도 탐색해 임상 전환을 위한 데이터를 확보할 계획이다.