[한국대학신문 이정환 기자] 고려대학교(총장 김동원) 바이오의공학부 정아람 교수 연구팀이 높은 세포 안정성과 처리량을 바탕으로 암 면역세포치료를 위한 T세포 유전자 편집 바이오칩을 개발했다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지인 〈Nano Letters〉(IF=10.8)에 현지시간 7월 28일 온라인 게재됐다.

기존의 암 치료에 사용되고 있는 독성 항암제, 표적 항암제가 암의 완전 관해가 어려워 새로운 대안으로 환자의 면역세포를 사용하여 암을 제거하는 ‘암 면역세포치료(cancer immuno-cell therapy)’가 혈액암에서 놀라운 효능으로 큰 주목을 받고 있다. 이러한 치료 효과를 바탕으로 현재까지 6가지의 면역세포치료제가 미국 FDA에서 승인을 받았으며 현재 우리나라의 의료기관에서도 혈액암 환자의 치료에 적용되고 있다.

보통 암 면역세포치료는 환자의 T세포를 분리한 후 암을 인지 및 공격 가능하게 하는 CAR(chimeric antigen receptor) 유전자를 T세포 내로 도입해 암세포를 특이적으로 공격하는 기능을 부여한다. 이러한 T세포들은 이후 다시 환자의 체내에 주입하게 된다. 이때 세포 내 유전자 전달을 위해 바이러스나 전기천공기가 주로 이용되나 이러한 기존의 방법들은 비용적 측면 및 유전자 전달 효율 그리고 전달 후 세포 안정성에서 한계가 있다.

이러한 한계점들을 근본적으로 해결하고자 정아람 교수팀은 T세포용 면역세포치료제 생산 플랫폼인 유체천공기(Hydroporator)를 개발했다. 해당 기술은 미세유체관 속 특이적 유동을 사용하여 세포막 및 핵막을 열어 유전자를 세포 내로 전달하는 원리를 이용한다.

이 기술은 분당 백만 개 이상의 처리량으로 다양한 종류의 전달물질을 높은 효율로 전달할 수 있다. 또한, 전달 후 전기천공기 대비 높은 T세포 안정성을 보여 차세대 면역세포치료제 생산 플랫폼으로서 잠재력을 보였다. 현재 정아람 교수는 유체천공기(Hydroporator)를 2021년 3월에 실험실 창업한 ‘엠엑스티 바이오텍(MxT Biotech)’을 통해 상용화 중에 있다.

논문 제2저자인 김혜리 연구원은 “기존 면역세포치료제 생산을 위한 바이러스, 전기천공기와 같은 플랫폼의 경우 높은 세포 안정성, 그리고 경제적 효율성 모두를 만족시키지는 못한다”라며 “유체천공기가 기존의 한계를 극복할 수 있다는 가능성을 보여준 만큼 혈액암, 더불어 고형암 치료까지 새로운 지평을 열 수 있을 것”이라고 연구 의의를 밝혔다.

이번 연구는 삼성미래기술육성사업, 한국연구재단 개인연구사업(중견) 및 미래유망융합파이오니어사업, 그리고 집단연구사업(선도연구센터)의 지원 아래 서울시립대 생명과학과 이동성 교수, 삼성서울병원 진단검사의학과 조덕 교수와 공동 연구로 수행됐다.