고형 종양을 파괴하는 MIT의 백신 강화 CAR-T 세포 치료법
암 백신의 통합은 혈액 악성 종양 치료의 혁신적인 접근 방식인 키메라 항원 수용체 T 세포(CAR-T) 치료의 활용을 시작하여 널리 퍼진 암 형태인 고형 종양에 대처할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
CAR-T 세포 치료는 환자의 혈류에서 특정 면역계 세포인 T 림프구를 추출하는 과정을 수반합니다. 이후 이 세포는 악성 세포에 존재하는 항원에 결합하는 키메라 항원 수용체(CAR)로 알려진 표면 분자를 나타내도록 조작됩니다.
이 세포를 개체에 다시 주입하면 CAR가 악성 세포와 결합하고, 이후 T 림프구가 면역 체계를 활성화하여 이러한 암세포에 대한 공격을 개시하도록 돕습니다.
키메라 항원 수용체(CAR)의 사용과 관련된 어려움 중 하나는 표적으로 삼는 항원에 대해 선택적인 성향을 보인다는 점입니다. 즉, CAR 기반 치료법은 일반적으로 림프종에서 흔히 발견되는 CD19와 같은 특정 항원만 인식하도록 만들어집니다. 이러한 특이성은 건강한 세포를 공격할 위험을 최소화하기 때문에 유리할 수 있지만, 치료의 성공 여부는 표적 항원의 정확한 식별에 달려 있기 때문에 치료 계획 시 신중한 고려가 필요합니다.
광범위한 조사에도 불구하고 과학자들은 아직 악성 종양 세포에만 특이적이고 정상 세포에서는 발생하지 않는 항원을 발견하지 못했습니다.
모든 고형 종양에 동일한 원칙이 적용되어야 함
대럴 어바인
유일하게 승인된 CAR-T 세포 치료제가 혈액암 치료로 제한되는 이유 중 하나는 고형 종양의 암세포가 혈액암에서 발견되는 것과 동일한 항원을 발현하지 않기 때문에 이러한 종양 세포를 표적으로 하면서 건강한 세포를 살릴 만큼 CAR-T 세포에 특이적으로 작용하도록 설계하기가 어렵다는 사실 때문일 수 있습니다. 또한 많은 고형 종양은 T 세포의 활동을 약화시키는 면역 억제 분자를 많이 생성하여 암세포를 효과적으로 제거하는 능력을 감소시킵니다.
CAR-T 세포 치료 중에 암세포가 진화적 변화를 겪어 표적 항원의 발현이 감소할 수 있는 것으로 관찰되었습니다. “항원 손실"이라고 하는 이러한 현상은 혈액암 치료에서도 문제를 야기하며 치료에도 불구하고 질병이 지속될 수 있습니다.
매사추세츠 공과대학(MIT) 연구진이 최근 실시한 조사에 따르면 키메라 항원 수용체 T 세포(CAR-T) 치료와 암 백신을 결합하면 공격적인 뇌암인 교모세포종과 가장 심각한 형태의 피부암인 흑색종에 걸린 마우스 모델에서 그 효능이 향상되는 것으로 나타났습니다.
“원칙적으로 이는 표적화할 수 있는 CAR-T 세포를 생성한 모든 고형 종양에 적용되어야 합니다.“라고 수석 저자 Darrell Irvine은 말합니다.
암 백신의 활용은 악성 세포에 대한 CAR-T 세포 치료의 표적화를 용이하게 했습니다.
배경: 2019년 MIT 연구팀은 교모세포종 마우스 모델 마리를 대상으로 교모세포종 세포의 대부분은 아니지만 일부에서 발견되는 EGFR 수용체의 돌연변이 버전을 표적으로 하는 CAR-T 세포 치료법을 사용했습니다. 그런 다음 동일한 항원을 가진 암 백신을 투여했습니다.
연구진은 이 변형이 표피 성장 인자 수용체(EGFR) 항원을 발현하는 암세포를 표적으로 하는 CAR-T 세포 치료의 효과를 향상시킨다는 사실을 발견했습니다. 또한 교모세포종 세포에 존재하는 다른 항원을 인식하고 공격하도록 특별히 고안된 T 세포의 생성을 자극했습니다.
백신을 투여하는 이러한 접근 방식은 개인의 고유 면역이 유전자 변형 키메라 항원 수용체(CAR) T 세포와 함께 작용하여 CAR T 세포가 초점을 맞춘 항원을 일부 세포에만 나타내는 암세포를 박멸하는 항원 확산이라는 면역학적 현상을 향상시키는 것으로 관찰되었습니다. 이 성명은 어바인에서 발표했습니다.
최신: Cell에 발표된 새로운 연구 에서 연구진은 교모세포종과 흑색종의 마우스 모델에서 CAR-T 세포 치료와 암 백신 콤보를 테스트했습니다.
연구진은 백신을 투여하면 CAR-T 세포 내에서 변형이 일어나 “인터페론 감마"의 생산이 증가한다는 사실을 발견했습니다. 이러한 신체의 자연 면역 반응의 증강은 종양 근처의 불리한 환경을 극복하는 데 기여할 수 있습니다.
연구진은 CAR-T 세포가 암세포를 제거함에 따라 마우스의 자연 T 세포가 암세포의 다른 항원을 우려할 만한 원인으로 인식하고 그러한 항원을 나타내는 암세포를 표적으로 삼아 공격하기 시작한다는 사실을 발견했습니다.
이러한 방법을 구현하면 CAR-T 세포 치료를 받는 환자 풀을 크게 늘릴 수 있으며, 이 혁신적인 치료법이 더 광범위하게 적용될 수 있습니다.
최근 연구에 따르면, 백신 증강 키메라 항원 수용체 T세포(CAR-T) 치료의 효과와 암세포 내 표적 항원의 존재 사이의 상관관계를 발견했습니다.
마우스 체내 악성 세포의 절반에 지정된 항체 마커가 있는 경우, 이 생물의 종양이 완전히 제거될 확률은 25%였습니다. 반대로 이러한 세포의 80%가 동일한 항원을 나타낼 경우 종양이 완전히 제거될 확률은 80%로 증가했습니다.
MIT 연구팀은 이 연구와 관련하여 보스턴에 위치한 생명공학 회사인 엘리시오 테라퓨틱스에 기술 활용에 대한 라이선스를 부여했으며, 현재 임상시험을 위한 치료제를 준비 중입니다.
한편, 다른 그룹에서는 젊은 T 세포 를 사용하여 세포를 더 강력하게 유전적으로 변형하고 암을 죽이는 바이러스와 결합하여 CAR-T 세포 치료를 고형 종양 치료의 실용적인 옵션으로 만들기 위해 노력하고 있습니다.
고형암이 전체 성인 암의 90%를 차지한다는 점을 감안할 때 , 이러한 접근법 중 하나라도 효과가 있다면 CAR-T 세포 치료를 받는 환자 수를 크게 늘릴 수 있으며, 치료 후 관해에 이르는 환자 수도 늘어날 것으로 기대합니다.
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