[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국연구재단(NRF)은 성균관대학교 융합생명공학과 박우람 교수팀이 김익환 교수(고려대학교), 한동근 교수(차의과학대학교) 등과 공동 연구로 면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용 치료를 통한 고효율 면역 항암 치료법을 개발했다고 28일 밝혔다.
대식세포는 우리 몸의 선천 면역세포 중 하나로 암세포를 잡아먹고 이를 분해해서 항원제시를 할 수 있는 매우 중요한 역할을 하는 세포이다.
특히 대식세포의 활성화는 다른 면역세포의 활성화를 유도할 수 있어 효과적인 면역 항암 치료를 위해서 대식세포를 활성화할 수 있는 다양한 물질 연구가 활발하다.
최근 금속이온의 일종인 ‘망간’이 대식세포의 활성화를 유도할 수 있다는 연구결과가 보고된 사례가 있으나 종양 내로 망간 이온을 직접 투여시 효과적으로 면역세포 내로 전달되지 않을 뿐더러 망간 이온이 종양 밖으로 쉽게 유출되어 독성을 유발할 수 있다는 한계점이 있다.
이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 망간 이온과 면역증강제를 함유한 금속-페놀 네트워크 기반의 면역활성 나노입자를 개발했다.
면역증강제는 백신 제조시 효과적인 면역 반응을 유도하기 위해 항원과 혼합해 사용하는 물질이다.
연구과정을 보면 다양한 금속 이온들(망간, 아연, 알루미늄, 칼슘, 및 철)의 면역세포 활성화 정도를 살펴봤다.
특히 망간은 항원제시세포에서 1형 인터페론(type 1 IFN)을 분비해 면역 항암 반응을 유도했다.
이 과정에서 망간과 폴리페놀의 일종인 타닌산(tannic acid)을 기반으로 면역활성 나노입자를 개발했다.
이로 인해 타닌산은 금속 이온과 가역적으로 결합할 수 있는 능력이 있어 금속 페놀 네트워크를 형성할 수 있다.
또 추가로 합성된 금속-페놀 네트워크 나노입자 표면에 항원제시세포의 활성화를 유도하는 CpG 올리고 핵산을 부착해 면역활성 나노입자를 완성했다.
특히 면역활성 나노입자는 항원제시세포에서 type 1 IFN과 염증성 사이토카인의 동시 방출을 유도했다.
이 연구결과에 의하면 면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용치료법은 종양 성장을 효과적으로 억제했으며 생존율을 크게 향상시켰다.
특히 비가역적 전기천공법은 암세포의 사멸과 대식세포의 투과를 증진시켰다.
성균관대 박우람 교수는 “대학 간 활발한 공동연구를 통해 새로운 면역 항암 치료법을 제안할 수 있었다”면서 “다만, 본 연구 결과가 향후 임상 등에 적용되기 위해서는 지속적인 연구를 통해 구체적인 안정성과 유효성 확립 등에 대한 실험이 필요할 것이다”고 말했다.
이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업으로 수행된 이번 연구의 성과는 재료 및 나노 분야 국제학술지 스몰(Small)에 5월 16일 게재됐다.