암세포 '연약함' 역이용…면역세포 공격 유도 기술 개발

미국 연구진이 암세포의 물리적 '연약함'을 역이용해 면역세포가 공격하도록 유도하는 기술을 개발했다. 고형암에서 CAR-T 세포 치료 효과를 떨어뜨리는 핵심 장애를 넘어설 단서로 주목된다.

29일(현지시간) 바이오온(BioOn)에 따르면 미국 서던캘리포니아대(USC) 비터비 공과대학과 켁 의과대학 연구팀은 부드러운 암세포를 표적으로 전환하는 유전자 도구를 설계했다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링'에 실렸다.

CAR-T 세포 치료는 환자의 T세포에 암세포를 인식하는 수용체를 부여해 암을 공격하게 하는 방식이다. 혈액암에서는 효과를 입증했지만 고형암에서는 성과가 제한적이었다.

연구팀은 종양의 물리적 환경, 특히 부드러운 환경이 CAR-T 세포의 성공을 가로막는 요인이라고 봤다. 부드러운 환경의 암세포는 줄기세포와 유사한 성질을 띠며 치료에 내성을 보인다는 것이다.

논문 제1저자인 제니 윤지아 취 박사는 "CAR-T 세포는 단단한 세포는 잡아 죽이지만 젤리처럼 부드러운 세포는 놓친다"고 설명했다. 피터 잉샤오 왕 교수는 "부드러운 세포는 잡기 어려워 살상 효율이 떨어진다"고 덧붙였다.

연구팀은 이 같은 면역 회피를 해결하기 위해 '메카노 레코더'라는 유전자 도구를 만들었다. 세포가 겪은 기계적 부드러움을 기록하는 일종의 '블랙박스' 역할을 한다. 부드러운 암세포에서 칼슘 신호가 크게 높아진다는 점을 활용해, 일시적인 칼슘 신호를 지속적인 형광 신호로 바꿔 세포에 바코드를 남기는 방식이다.

이어 연구팀은 형광 표지를 CD19 항원으로 교체해 치료에 활용했다. CD19는 혈액암 CAR-T 치료에서 검증된 항원이다. 부드러운 암세포가 CD19를 발현하면 CAR-T 세포가 이를 '공격 신호'로 인식해 파괴한다.

취 박사는 "부드러운 세포가 이 신호를 발현하면 CD19 CAR-T 세포가 해당 세포만 골라 공격한다"고 말했다.

유방암 세포주와 환자 유래 세포, 생쥐 모델 실험에서 이 전략은 부드러운 암 줄기세포 유사 세포의 내성을 극복했다. 재프로그램된 종양은 더 부드러움에도 T세포 침투와 살상 효율이 높아졌다.

왕 교수는 이 기술이 유방암을 넘어 모든 고형암에 확대 적용될 수 있다고 내다봤다. 연구팀은 이미 교모세포종과 췌장암, 전립선암 모델에서도 이 방법을 시험했다.

왕 교수는 "우리가 감지한 어떤 분자 신호 경로든 필요에 따라 '공격 신호'나 '도움 신호'로 바꿀 수 있다"고 말했다.