[로이슈 전여송 기자] KAIST 연구진이 암세포의 면역반응을 유도하는 동시에 유전자 치료제를 전달할 수 있는 나노입자 플랫폼을 개발했다고 28일 밝혔다.

이번 연구는 암세포 내부에 강한 스트레스를 유도해 면역원성 세포사멸을 일으키고, 메신저 리보핵산(mRNA)과 작은 간섭 리보핵산(siRNA) 등 유전자 치료제를 세포 안까지 전달하는 기술을 골자로 한다. 연구 결과는 바이오소재 분야 국제학술지 'Biomaterials'에 지난 5월 28일 온라인 게재됐다.

KAIST 생명화학공학과 김유천 교수 연구팀은 다양한 나노입자를 비교·분석한 결과, 나노소재의 성분뿐 아니라 나선형 구조가 치료 효과를 결정하는 핵심 요소임을 확인했다.

연구팀에 따르면 양전하를 띠는 4차 아민과 나선형 구조가 결합한 나노입자는 세포막을 통과해 암세포 내부로 효과적으로 침투했다. 반면 동일한 성분이라도 나선형 구조가 없는 입자는 세포 내 유입과 면역반응 유도 효과가 제한적인 것으로 나타났다.

개발된 나노입자는 암세포 내부의 미토콘드리아와 세포 소기관에 스트레스를 유도해 손상 연관 분자 패턴(DAMPs)을 방출하도록 했다. 이를 통해 면역세포가 암세포를 인식하고 공격하는 면역반응을 유도했다.

또한 나노입자는 mRNA와 siRNA를 세포질까지 전달하는 운반체 역할도 수행했다. 연구팀은 구아니디늄을 적용해 혈액 내 안정성을 높이고 유전자 치료제를 효과적으로 운반하도록 설계했다고 설명했다.

연구팀은 흑색종과 대장암 생쥐 모델에서 면역 회피 단백질인 PD-L1을 억제하는 siRNA를 나노입자에 탑재해 투여한 결과, 종양 성장이 약 70~80% 억제됐으며 세포독성 T세포의 종양 침투도 증가한 것으로 확인했다.

김유천 KAIST 생명화학공학과 교수는 "이번 연구는 나노소재가 단순히 치료제를 전달하는 것을 넘어 암세포가 스스로 면역반응을 일으키도록 만드는 새로운 항암 플랫폼을 제시했다"며 "면역항암과 유전자 치료를 결합한 차세대 치료기술 개발에 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr