암 면역세포치료제(CAR-T) 대량생산 가능하다

[아이뉴스24 최상국 기자] 암 면역세포치료제(CAR-T)를 대량생산할 수 있는 새로운 방법이 제시됐다. 비싼 치료비와 안전성 문제를 극복할 수 있는 새로운 세포치료법이 개발될 지 주목된다.

고려대학교 바이오의공학부 정아람 교수 연구팀은 암 면역세포치료용 CAR-T세포를 물리적인 방법으로 대량생산할 수 있는 플랫폼(미세유체칩)을 개발했다고 밝혔다.

이 연구결과는 나노과학 분야 국제 학술지 '에이씨에스 나노(ACS Nano)' 6월 18일자에 온라인 게재됐다.

그동안 독성 항암제, 표적 항암제가 암 치료에 사용돼 왔지만 궁극적인 암 완치에는 이르지 못하고 있는 것이 현실이다. 이에 새로운 대안으로 환자의 면역세포를 사용해 암을 제거하는 ‘암 면역세포치료’가 최근 큰 주목을 받고 있다. 백혈병, 림프종 등 일부 혈액암에서의 완치 결과를 바탕으로 미국 FDA에서 승인받은 5가지의 암 면역세포치료제가 현재 암 치료에 사용 중에 있다.

보통 암 면역세포치료는 환자의 T세포를 분리한 후 암을 인지 및 공격 가능하게 하는 CAR(chimeric antigen receptor) 유전자를 T세포 안에 넣고 이 세포들을 다시 환자에 주입하는 방식으로 치료가 이루어진다. 이때 유전자를 세포 안에 넣기 위해 바이러스 사용하게 되는데 이로 인해 발생되는 안전성 문제와 낮은 생산량이 큰 단점이다. 또한 뛰어난 효과에도 불구하고 매우 비싼 치료비가 문제다.

정아람 교수팀은 이러한 한계들을 근본적으로 해결하기 위해 미세액적(microdroplet)기반 암 면역세포치료제 생산 플랫폼을 개발했다. 이 기술은 미세액적 속에서 물리적으로 세포막/핵막을 열어 효과적으로 유전자를 T세포 속으로 넣는 플랫폼 기술이다.

아래 그림에서 보듯이 세포와 유전자를 미세유체칩에 넣고 마이크로미터 폭의 좁은 통로를 통과시키면 세포막이 물리적으로 열리면서 유전자들이 세포 속에 들어가는 원리다.

미세액적 이용 세포치료제 생산 플랫폼의 모식도, 작동 원리 그리고 전달결과 [사진=고려대]

정 교수는 "저비용 고효율로 유전자 전달이 가능한 높은 범용성을 증명했으며, 매우 적은 양의 핵산만을 사용하는 점에서 그 의미가 더욱 크다. 나아가 분당 백만 개 이상의 T세포를 대량으로 편집할 수 있는 높은 처리량을 고려했을 때 세포치료제 생산에 바로 사용될 수 있을 것"으로 전망했다. 또한 "전달물질의 크기와 면역세포의 종류에 크게 구애받지 않는 특징이 있어 CAR-T에 이어 CAR-NK를 대상으로도 연구하고 있다"고 전했다.

물론 이 플랫폼으로 생산한 면역세포치료제를 실제 환자 치료에 사용하기 위해서는 개발된 치료제에 대한 임상시험과 신약 승인 절차를 거쳐야 한다.

논문의 제1저자인 주병주 연구원은 “미세유체기반 세포 내 물질전달은 세포 치료제 개발을 포함한 다양한 생명공학 연구에 응용 가능한 잠재력을 가진 기술”이라며 “이번 연구는 기존의 보고된 기술들보다 높은 T세포 형질전환 수율을 얻었다는 점에서 주목할 만한 성과”라고 연구 의의를 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단 개인연구지원사업과 고려대의 지원 아래 고려대 안암병원 진단검사의학과 윤승규 교수와의 공동 연구로 수행됐다.