[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 김유천 생명화학공학과 교수와 윤채옥 한양대 생명공학과 교수 공동연구팀이 암 치료에 이용되는 면역항암제인 면역관문 억제제와 협력 효과를 내는 펩타이드 기반의 면역원성 세포사멸 유도체를 개발했다고 27일 밝혔다. 

펩타이드(peptide)는 아미노산이 2~50개 정도 결합된 물질을 말한다. 아미노산이 50개 이상 결합된 물질이 단백질이다.

어드밴스드 사이언스(Advanced Science) 표지 [자료=한국과학기술원] 2021.04.27 biggerthanseoul@newspim.com

이번에 개발된 펩타이드는 암세포 내의 미토콘드리아 외막을 붕괴시켜 활성산소 농도를 높이고, 이를 통해 형성된 산화적 스트레스가 소포체를 자극해 면역원성 세포사멸을 유도한다.

그동안 면역관문억제제는 T세포(CTLA-4, PD-1)나 암세포(PD-L1)에 발현된 면역세포의 활성을 저해하는 면역관문을 차단해 면역세포의 작용을 활발하게 하는 치료제로 이용됐다. 2011년 미국 식품 의약국에 최초로 승인을 받은 후, 다양한 면역관문억제제가 환자들에게 이용되고 있다.

그러나 면역관문억제제에도 한계점이 있다. 이 치료법은 모든 환자에게 효과가 있는 것이 아니라 10~40% 정도의 환자에게만 효과가 나타났다. 기존에 존재하는 항암 능력을 갖춘 T세포가 필요하다는 단점도 밝혀졌다.

연구팀은 이러한 문제점들을 해결하기 위해 항암 면역반응을 유도하는 면역원성 세포사멸 유도체와 면역관문억제제를 병용투여해 문제점을 해결했다. 펩타이드 기반의 면역원성 세포사멸 유도체가 미토콘드리아 외막 붕괴를 통해 세포 내의 활성산소를 과잉생산하고, 이렇게 생성된 산화적 스트레스가 소포체를 자극해 최종적으로 면역원성 세포사멸을 유도하는 것을 검증했다.

동물실험을 통해 펩타이드와 면역관문 억제제인 anti-PD-L1을 병용 투여했을 때, 단독 투여에 비해 종양 억제 능력이 향상되고, 활성화된 면역반응을 통해 폐로의 전이가 줄어드는 것을 확인했다.

연구를 주도한 김유천 교수는 "새로운 면역원성 세포사멸 유도체 개발을 통해, 기존 면역관문 억제제의 낮은 반응률을 보이는 암에서 치료 효과를 높일 수 있는 다양한 방법을 제시할 것으로 기대한다ˮ고 강조했다.

이번 연구결과는 국제 학술지인 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)' 4월 7일 자 표지논문으로 게재됐다.

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