유해한 소포체 생성 먼저 차단한 뒤 레이저로 항암 면역형 소포체만 유도
삼중음성 유방암·대장암 동물모델서 재발·전이 억제…후속 검증 필요

암의 성장과 전이를 돕는 물질은 차단하고, 면역반응을 일으키는 물질은 선택적으로 활성화하는 나노 항암기술이 개발됐습니다. 유방암과 대장암 동물실험에서 종양이 사라지고 재발과 전이가 억제되는 효과가 확인됐습니다.

한국연구재단은 한국과학기술연구원 심만규 박사와 성균관대 양유수 교수, 인천대 김준섭 교수 공동 연구팀이 종양 유래 세포외소포체를 정밀하게 조절하는 나노스위치 치료제 'EVOTAC'을 개발했다고 밝혔습니다.

암세포가 분비하는 세포외소포체는 세포가 외부로 내보내는 나노미터 크기의 주머니입니다. 단백질과 핵산 등 여러 생체물질을 다른 세포로 운반하며 세포 사이의 신호 전달을 담당합니다.

암세포가 방출하는 종양 유래 세포외소포체는 주변 세포와 면역체계에 영향을 미쳐 암의 성장과 전이, 면역 회피를 돕는 것으로 알려졌습니다.

반면 일부 소포체는 암세포를 공격하도록 면역반응을 자극하는 기능도 합니다. 종양 유래 소포체가 모두 암에 유리하게 작용하는 것은 아니라는 의미입니다.

기존 치료 연구는 소포체를 한꺼번에 파괴하거나 생성 자체를 막는 데 집중했습니다. 이 방식은 암의 성장을 촉진하는 소포체뿐 아니라 항암 면역에 도움을 주는 소포체까지 함께 차단한다는 한계가 있었습니다.

연구팀은 소포체의 생성을 순차적으로 끄고 켜는 '스위칭 TEVs 오프 앤드 온' 전략을 제시했습니다.

먼저 EVOTAC이 암세포 안에서 소포체 생성에 관여하는 핵심 단백질을 분해합니다. 암에 유리한 종양 유래 소포체의 방출을 막아 종양 주변 환경을 초기화하는 '스위치 오프' 단계입니다.

이후 암 부위에 레이저를 비추면 소포체 생성이 다시 시작됩니다. 치료제에 들어 있는 광감각제가 빛에 반응해 활성산소를 만들고 암세포를 공격하는 광역학치료도 동시에 진행됩니다.

이 과정에서 암세포는 면역반응을 억제하는 소포체 대신 항암 면역을 활성화하는 '면역원성 세포외소포체'를 우선적으로 방출합니다. 유해한 소포체를 차단한 뒤 치료에 유리한 형태로 바꿔 다시 생성시키는 '스위치 온' 단계입니다.

연구팀은 이 나노치료제를 삼중음성 유방암과 대장암 동물모델에 적용했습니다. 적용 결과 실험군에서 종양이 완전히 사라졌고, 항암 면역반응이 활성화되면서 암의 재발과 전이도 억제됐습니다.

이번 연구는 종양 유래 세포외소포체를 제거 대상에만 머물게 하지 않고 항암 면역을 조절하는 치료 수단으로 활용할 가능성을 보여줬습니다.

심만규 박사는 "이번 성과는 종양 유래 세포외소포체를 무분별하게 억제하는 방식에서 벗어나 면역반응을 유도하는 형태로 선택적으로 전환한 원천기술"이라며 "후속 연구를 통해 기존 항암 면역치료의 한계를 보완하겠다"고 말했습니다.

이번 연구 결과는 생화학 분야 국제학술지 '시그널 트랜스덕션 앤드 타기티드 테라피(Signal Transduction and Targeted Therapy)'에 지난 9일 온라인 판에 실렸습니다.