국내 연구진이 췌장암·대장암 등 고형암을 포함한 암 치료에 범용적으로 활용할 수 있는 새로운 나노입자 백신을 개발했다.
한국보건산업진흥원은 전상용 KAIST 생명과학과 교수와 신호철 박사 과정 및 김유진 박사가 암 연관 섬유아세포(cancer-associated fibroblasts·CAFs)를 표적해 다양한 암종에서 효능을 보이는 항암 치료용 나노백신 개발에 성공했다고 13일 밝혔다. 나노백신이란 나노입자 형태로 인체에 약물을 전달하는 백신이다.
이번 연구는 보건복지부 질병 중심 중개연구사업의 지원을 받아 수행됐다. 나노분야 세계적 권위지인 'ACS Nano'에 지난달 15일 게재됐다.
종양미세환경(TME)은 항암제의 효능을 제대로 발휘되지 못하게 하는 큰 장벽 중 하나다. CAFs는 이러한 TME를 형성하는 대표적인 세포다. 면역 저해 환경을 조성해 암의 성장과 전이에 핵심적인 역할을 한다. CAFs를 표적해 제거하는 전략은 암을 치료하는 좋은 접근이 될 수 있다는 게 연구진의 설명이다.
KAIST 연구팀은 CAFs에서 발현하는 대표적인 단백질인 'FAP'(Fibroblast Activation Protein alpha)에 T세포 면역 반응을 일으켜 CAFs를 효과적으로 제거할 수 있는 나노백신을 개발했다.
연구팀은 컴퓨터 프로그램을 통한 가상 실험 모델인 인 실리 코(in silico)를 이용해 FAP 단백질에 대한 펩타이드 항원을 예측했다. 이후 예측된 펩타이드 항원을 지질 나노입자에 도입해 나노백신 형태로 합성 제조하는 데 성공했다.
연구팀은 개발한 CAFs 표적 나노백신이 생쥐 췌장암 및 대장암 모델에서 암 성장을 효과적으로 억제하는 것을 확인했다. 또한 해당 나노백신은 암이 폐로 전이되는 것도 효과적으로 억제했다. 저분자 항암제인 독소루비신과 병용 투여 시 항암 효능이 향상됐다. 연구진이 개발한 CAFs 나노백신이 항암제 종양 내 투과를 증가시키는 데 활용될 수 있음을 입증했다.
전상용 KAIST 생명과학과 교수는 "연구에서 개발한 CAFs 표적 나노백신은 대부분 암에 적용할 수 있는 범용 항암 나노백신"이라며 "특히 CAFs에 의해 만들어진 촘촘한 세포외기질로 인해 항암이 제한적이었던 암종의 항암제 투과율 및 치료 효능을 대폭 높일 수 있을 것"이라고 설명했다.
전 교수는 "CAFs 표적 펩타이드 및 나노백신은 단독 치료용 항암 백신으로 사용이 가능할 뿐만 아니라, 기존 항암제와의 병용요법에도 적용이 가능하며 그 활용 범위가 높은 기술"이라며 "이 기술에 대한 특허 출원을 마쳤고 추후 개발을 통해 백신 의약품으로 개발한다면 경제적 파급력도 클 것으로 기대한다"고 밝혔다.
