 ▲ KAIST 바이오및뇌공학과 박지호 교수와 에린파간 석사과정생 (C) 정지완 기자 |
한국과학기술원(이하 KAIST) 연구진이 11일 항암 세포치료제의 강력한 치료 효능을 기대할 수 있는 새로운 암 치료 방식을 개발했다고 발표했다.
기존 항암 세포치료 방식은 종양 조직에서 세포를 분리하고 증식시키는 과정이 매우 복잡하고 시간이 많이 소요되며, 고비용으로 인해 환자 접근성이 떨어지는 한계를 가지고 있었다.
이러한 치료적 한계점을 극복하기 위해 KAIST 바이오및뇌공학과 박지호 교수 연구팀은 항암 치료 효과를 체내에서 효과적으로 구현할 수 있는 'mRNA 치료제'를 연구 ·개발하고, 나노기술 분야 국제학술지 ‘ACS 나노(Nano)를 통해 새로운 치료 방식으로 제안했다.
연구팀이 개발한 해당 치료제는 강력한 암세포 사멸 능력을 기반으로 현재 유망한 항암 세포치료제로 개발되고 있는 종양 침윤 T세포를 종양 내에서 직접 증식시켜 항암효과를 유도할 수 있다.
개발된 치료제는 기존 세포치료제 대비 뛰어난 환자 접근성을 기반으로 대장암, 피부암과 같은 다양한 고형암 치료에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
 ▲ 세포막 발현형 항 CD3 mRNA 지질나노입자를 통한 종양 침윤 T세포 증식 및 암세포 사멸 전략 모식도 (C) 정지완 기자 |
연구팀은 종양 침윤 T세포의 효과적인 증식 및 높은 항암효과를 유도하기 위해 세포막에 발현하는 CD3 항체를 암호화하는 mRNA를 종양 조직 내 대식세포와 암세포에 전달했다.
또한, 암세포의 세포막에 발현된 항 CD3 항체는 현재 항암 치료제로 사용되어 종양 침윤 T세포의 암세포 상호작용 및 암세포 사멸 능력을 증진해 효과적인 항암 치료를 유도한다.
연구팀은 개발한 mRNA 치료제를 다양한 고형암 동물 모델에 종양 내 투여했을 때 부작용 없이 종양 침윤 T세포, 특히 암세포를 직접 사멸할 수 있음을 확인했다.
더 나아가 연구팀은 면역세포가 암세포를 효과적으로 공격하게 도와주는 PD-1 면역항암제가 잘 듣지 않는다고 알려진 흑색종 동물 모델에 개발한 mRNA 치료제와 PD-1 면역항암제를 병용 처리했을 때, 상승적 항암 치료 효과가 나타나는 것을 확인했다.
 ▲ 마우스 흑색종 모델에서 개발된 mRNA 치료제 주입 후 CD8+ 종양 침윤 T세포 수 증가 및 CD8+ 종양 침윤 T세포 의존적 종양 성장 억제 확인 (C) 정지완 기자 |
박지호 교수는 “이번 연구에서 기존에 체외에서 고비용으로 긴 시간 준비되어서 환자에게 주입되는 항암 세포치료제를 종양 내 mRNA 주입만으로 체내에서 구현할 수 있는 새로운 개념의 항암 mRNA 치료제를 제시했다”고 말했다.
이어 “기존 항암 치료제들로 치료하기 어려워 방법이 없던 고형암 환자들에게 새로운 치료법을 제시할 수 있다는 점에서 큰 의의를 가진다”고 강조했다.
바이오및뇌공학과 윤준용 박사와 에린 파간(Erinn Fagan) 석사과정생이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 ‘ACS 나노(Nano)에 지난 11월 11일 게재됐다.
*논문명: In Situ Tumor-Infiltrating Lymphocyte Therapy by Local Delivery of an mRNA Encoding Membrane-Anchored Anti-CD3 Single-Chain Variable Fragment), DOI: 10.1021/acsnano.4c03518
*아래는 위 기사를 '구글 번역'으로 번역한 영문 기사의 [전문]입니다. '구글번역'은 이해도를 높이기를 위해 노력하고 있습니다. 영문 번역에 오류가 있을 수 있음을 전제로 합니다.<*The following is [the full text] of the English article translated by 'Google Translate'. 'Google Translate' is working hard to improve understanding. It is assumed that there may be errors in the English translation.>
The Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) announced on the 11th that it has developed a new cancer treatment method that can be expected to have the strong therapeutic efficacy of anticancer cell therapy.
Existing anticancer cell therapy methods have limitations in that the process of separating and proliferating cells from tumor tissue is very complex and time-consuming, and the high cost makes it difficult for patients to access.
To overcome these therapeutic limitations, the research team led by Professor Park Ji-ho of the Department of Bio and Brain Engineering at KAIST has researched and developed an 'mRNA treatment' that can effectively implement anticancer treatment effects in the body, and proposed a new treatment method through the international academic journal in the field of nanotechnology, 'ACS Nano'.
The treatment developed by the research team can induce anticancer effects by directly proliferating tumor-infiltrating T cells, which are currently being developed as promising anticancer cell therapy, within the tumor based on their strong cancer cell killing ability.
The developed treatment is expected to be applied to the treatment of various solid cancers such as colon cancer and skin cancer based on its excellent patient accessibility compared to existing cell therapy.
The research team delivered mRNA encoding CD3 antibody expressed on the cell membrane to macrophages and cancer cells in tumor tissues to induce effective proliferation and high anticancer effects of tumor-infiltrating T cells.
In addition, anti-CD3 antibody expressed on the cell membrane of cancer cells is currently used as an anticancer treatment, and it enhances the ability of tumor-infiltrating T cells to interact with cancer cells and kill cancer cells, thereby inducing effective anticancer treatment.
The research team confirmed that when the developed mRNA treatment was administered intratumorally to various solid tumor animal models, it could directly kill tumor-infiltrating T cells, especially cancer cells, without any side effects.
Furthermore, the research team confirmed that when the developed mRNA treatment and PD-1 immunotherapy were combined in a melanoma animal model known to be less effective than PD-1 immunotherapy, which helps immune cells effectively attack cancer cells, a synergistic anticancer treatment effect was observed.
Professor Park Ji-ho said, “In this study, we have presented a new concept of anticancer mRNA therapy that can be implemented in the body by simply injecting mRNA into the tumor, which is a type of anticancer cell therapy that is prepared in vitro at a high cost and over a long period of time and then injected into the patient.”
He continued, “It is very significant in that it can provide a new treatment method for solid cancer patients who were difficult to treat with existing anticancer treatments and had no other method.”
The results of this study, in which Dr. Jun-yong Yoon and Erinn Fagan, a master’s student in the Department of Bio and Brain Engineering, participated as first authors, were published in ‘ACS Nano’ on November 11.
*Paper title: In Situ Tumor-Infiltrating Lymphocyte Therapy by Local Delivery of an mRNA Encoding Membrane-Anchored Anti-CD3 Single-Chain Variable Fragment), DOI: 10.1021/acsnano.4c03518
원본 기사 보기:브레이크뉴스대전충청
