김유천 KAIST 생명화학공학과 교수와 윤채옥 한양대 생명공학과 교수 공동연구팀이 항암제인 면역관문억제제와 협력 효과를 내는 펩타이드(peptide) 기반의 면역원성 세포사멸 유도체를 개발했다고 27일 밝혔다. 펩타이드는 아미노산이 적게는 2개에서 많게는 50개 정도까지 결합된 물질로, 아미노산이 50개 이상 결합하면 단백질이 된다.
공동 연구팀이 개발한 펩타이드는 암세포의 미토콘드리아 외막을 붕괴시켜 활성산소 농도를 높이고 이를 통해 형성된 산화적 스트레스가 소포체를 자극해 면역원성 세포사멸을 유도한다.
면역관문억제제는 T세포(CTLA-4, PD-1)나 암세포(PD-L1)에 발현된 면역세포의 활성을 저해하는 면역관문을 차단해 면역세포의 작용을 활발하게 하는 치료제다. 지난 2011년 미국 식품의약국(FDA)에서 최초로 승인한 후 다양한 면역관문억제제가 환자들에게 활용되고 있다. 하지만 암환자 중 10~40%에게만 효과가 있는 한계가 있어 기존에 존재하는 항암 능력을 갖춘 T세포가 필요하다.
공동 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 항암 면역반응을 유도하는 면역원성 세포사멸 유도체와 면역관문억제제를 함께 투여했다. 펩타이드 기반의 면역원성 세포사멸 유도체가 미토콘드리아 외막 붕괴를 통해 세포 내의 활성산소를 과잉생산함으로써 소포체를 자극, 최종적으로 면역원성 세포사멸을 유도하는 것을 검증했다. 이후 동물실험을 통해 펩타이드와 면역관문억제제인 anti-PD-L1을 병용 투여했을 때 종양 억제 능력이 향상되고 활성화된 면역반응을 통해 폐로의 전이가 줄어드는 것을 확인했다.
김 교수와 윤 교수는 “새로운 면역원성 세포사멸 유도체를 개발해 기존 면역관문억제제에서 낮은 반응률을 보이는 암치료의 효과를 높일 수 있는 다양한 방법을 제시할 것”이라고 기대했다. 이번 연구는 정성동 KAIST 생명화학공학과 박사와 정보경 한양대 생명공학과 박사가 공동 제1 저자로 참여하고 김 교수와 윤 교수가 공동 교신저자로 참여했다. 최근 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 표지논문으로 게재됐다.
/고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
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