“백혈병 넘어 폐암까지 노린다”...암세포 잡아먹는 ‘꿈의 항암제’ 기대

한국화학연구원 연구팀
대식세포 유전자 변형시켜
고형암 내부에 침투해 파괴

왼쪽부터 박지훈 책임연구원, 최지우 석사후 연구원. 한국화학연구원

우리 몸에 있는 대식세포를 활용해 암세포를 공격하는 새로운 항암 기술(CAR-M)이 국내에서 개발됐다. 꿈의 항암제라고 불리던 ‘카티(CAR-T)’ 항암제를 발전시켜 혈액암뿐만 아니라 폐암 같은 고형암(신체조직에 발생하는 암)에도 적용할 수 있을 전망이다.

한국화학연구원은 23일 박지훈 책임연구원이 이끄는 연구팀이 기존 카티 항암제를 보완하는 새로운 항암 기술을 개발했다고 밝혔다. 말초 혈관에 있는 대식세포에 항암 유전자를 삽입해 암세포를 공격하게 하는 기술이다. 백혈구의 일종인 대식세포는 체내 이물질이나 미생물 등을 처리하는 면역세포인데 항암 유전자를 넣어 항암 능력을 끌어올린 것이다.

기존에 있던 카티 항암제는 또 다른 면역세포인 T세포를 활용한 기술이다. 환자의 T세포를 추출한 후 특정 암세포를 공격하도록 유전자를 변형해 다시 환자에게 주입한다. 그러나 백혈병 같은 혈액암 치료에는 효과적이지만 고형암 내부에는 침투하지 못해 한계가 있었다.

연구진은 고형암에 쉽게 침투할 수 있는 대식세포의 유전자를 변형해 항암제로 사용하는 방법을 개발했다. RNA 바이러스 일종인 렌티바이러스를 유전자 전달책으로 삼아 대식세포를 손상시키지 않고도 항암 유전자를 삽입했다.

대식세포를 활용하는 기술은 지금까지 활발하게 연구돼 왔으나 항암 유전자 변형이 짧은 시간 동안에만 이뤄져 치료 효과가 높지 않았다. 렌티바이러스로 세포에 유전자를 넣으려면 ‘폴리브렌’이라는 물질을 넣고 강하게 회전시켜 세포막을 얇게 만들어야 한다. 다만 이 과정에서 대식세포의 구조가 손상되는 문제가 있었다.

연구진은 이 방법 대신 렌티바이러스와 대식세포를 오랜 시간 접촉시키는 대안을 택했다. 기존 1시간30분에서 16시간까지 접촉 시간을 늘렸는데 대식세포의 손상 없이 유전자가 잘 전달되는 것으로 나타났다. 이렇게 만들어진 대식세포의 항암 기능은 최장 20일까지 안정적으로 유지됐다.

실험 결과 이번에 개발된 ‘카엠(CAR-M)’ 치료법은 효과적으로 특정 암세포를 없애는 것으로 확인됐다. 백혈병과 림프종 암세포에 유전자를 변형한 대식세포를 넣어주니 대식세포가 대부분의 암세포를 파괴했다. 특정 항원을 가진 암세포는 선택적으로 파괴해 향후 임상 치료에서도 효과적으로 사용될 것으로 보인다.

대식세포는 폐암이나 유방암 같은 고형암의 내부로 직접 침투할 수 있기 때문에 향후 고형암 치료의 새로운 가능성을 보여줬다는 평가가 나온다. 한국바이오협회에 따르면 카티 항암제의 글로벌 시장 규모는 2023년 기준 37억4000만달러(약 5조5000억원) 수준이다. 연평균 성장률은 39.6%에 달해 2029년에는 290억달러(약 42조5000억원)에 이를 것으로 예측된다.

연구진은 후속 연구를 통해 유전자를 조작한 대식세포의 대량생산 기술을 개발할 계획이다. 연구진은 “이번 연구가 대식세포의 낮은 항암 유전자 발현 문제를 개선한 최초 사례라는 점에서 의미가 있다”고 전했다. 아직 연구실 규모의 연구개발 초기 단계인 이 기술은 2030년 이후에 실용화될 전망이다.

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