August 21,2019

T세포 배양하는 ‘인공 림프절’ 개발

'항암 공격수' T세포 증강 치료법 개발

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최근 새로운 의학적 발견이 이어지면서 T세포(백혈구의 일종)를 이용한 암 치료법이 급부상하고 있다. 그런데 T세포가 암세포를 공격하려면 먼저 암세포 표면의 분자 표지를 찾을 수 있어야 한다.

T세포가 이런 능력을 갖추게 준비시키는 곳이 바로 콩 모양의 분비샘 림프절이다. 그런 의미에서 림프절은 암세포 공격용 T세포를 양성하는 ‘신병 훈련소’와 비슷하다. 문제는 암이나 면역체계 장애를 가진 환자는 림프절의 T세포 훈련 기능이 작동하지 않는다는 것이다.

이런 결함에 대응하기 위해 개발된 것이 ‘CAR-T’ 같은 T세포 증강 치료법이다.

암 환자의 혈액에서 분리한 T세포를 유전공학 기술로 배양해 암세포 탐지 능력을 갖추게 한 뒤 다시 환자에게 투여하는 것인데 그 과정이 복잡하고 비용도 만만치 않다. 유전공학 기술을 가진 실험실과 관련 장비, 숙련된 의료 인력 등을 두루 갖춰야 가능한 일이다.

게다가 실험실에서 6~8주 배양한 T세포는 환자의 몸 안에서 오래 활동하지 못한다. 들인 공과 비교하면 치료 효과를 기대할 수 있는 기간이 짧다는 얘기다.

미국 존스홉킨스대 의대 과학자들이 림프절처럼 항암 T세포를 활성화하고 증식할 수 있는 고분자 ‘인공 림프절’을 개발하는 데 성공했다. 이 인공 림프절이 완성되면 훨씬 적은 노력과 비용으로 CAR-T 등과 비슷한 치료 효과를 낼 수 있을 것으로 기대된다.

19일(현지시간) 온라인(www.eurekalert.org)에 배포된 보도자료에 따르면 이 대학의 조너선 슈네크 병리학 교수가 이끈 연구팀은 이런 내용의 연구보고서를 저널 ‘어스밴스트 머티어리얼스(Advanced Materials)’에 발표했다.

이번에 시험 개발된 인공 림프절은 젤리와 비슷한 하이드로젤(hydrogel)을 재료로 쓴 것이다. 하이드로젤은 물을 용매로 하거나 물이 기본 성분인 물질을 말하며, 한천 등의 뜨거운 수용액을 식힐 때 얻을 수 있다.

연구팀은 페트리 접시(petri dish) 대신 하이드로젤 용기에 T세포를 배양하고 ‘암세포 탐색·공격’ 등 필요한 신호를 하이드로젤에 입력했다. 배양용 하이드로젤이 체내의 림프절과 비슷한 기능을 하게 만든 것이다.

그랬더니 하이드로젤에서 배양된 T세포가 페트리에서 배양한 것보다 사이토카인(신호전달 단백질 분자)을 50%가량 더 많이 형성했다.

이어 하이드로젤의 크기와 탄성을 바꿔가며 T세포의 반응을 관찰한 결과, 부드러운 표면에선 80% 넘는 T세포가 스스로 증식한 반면 경직성이 높은 하이드로젤에선 T세포가 전혀 증식하지 않았다.

부드러운 하이드로젤에는 단지 몇 개의 T세포만 넣어도 15만 개로 늘어났는데 이는 암 치료에 쓰기에 충분한 양이다. 그러나 종전의 방법을 쓰면 7일간 배양해도 얻을 수 있는 T세포는 2만 개에 불과하다.

다음 단계로 연구팀은 하이드로젤과 일반 페트리 접시에서 배양한 T세포를 구분해 각각 흑색종(피부암) 세포가 이식된 생쥐들에 투여하고 변화를 관찰했다.

그랬더니 하이드로젤 배양 T세포가 주입된 생쥐는 종양이 더 자라지 않아 40일 넘게 살아남았다. 반면 페트리 배양 T세포를 주입한 생쥐는 한 마리도 30일 이상 살지 못했다.

슈네크 박사는 “이 하이드로젤의 개발 연구를 끝내고, 암세포와 싸우게 T세포를 유도하는 화학적 성장 요인 등 본질적인 체내 환경을 재현하게 되면, 재생 면역요법용 인공 림프절도 만들 수 있을 것”이라고 말했다.

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