[프레스나인] CAR-NK 세포유전자치료제 개발 업체인  UCI Therapeutics(이하 유씨아이테라퓨틱스)는 한국과학기술연구원(KIST) 장미희 박사 연구팀과 공동 연구를 통해, 펩타이드 분비 기능이 강화된 CAR-NK 면역세포가 종양 미세환경(Tumor Microenvironment, TME)을 효과적으로 조절해 췌장암 및 난소암을 포함한 고형암에 대해 향상된 치료 효과를 보였다는 연구 결과를 국제 학술지 ‘바이오머터리얼즈’(Biomaterials, IF=12.48)에 게재했다고 밝혔다.

고형암 치료에서 종양 미세환경은 치료의 주요한 어려움으로 작용하고 있다. 이중 종양 미세환경을 구성하고 있는 암 관련 섬유아세포(Cancer-associated fibroblast, CAF) 및 TGF-β 등의 사이토카인은 고농도로 존재하고 있으며, 면역세포치료제의 면역세포 활성을 억제 시키고 암 조직으로의 침투가 어렵게 만든다. 이러한 종양 미세환경의 복잡성은 고형암을 타겟으로 하는 CAR-T, CAR-NK 등 면역세포 치료제의 효과를 감소시키는 주요 요인으로, 병용투여 등의 방식을 통해 이를 극복하고자 하는 시도가 이뤄지고 있다.

이번 연구를 통해 고형암의 종양 미세환경내에 과축적된 TGF-β1 사이토카인이 자연살해세포(Natural Killer, NK)의 활성 및 기능을 저해해 항종양 치료 효과를 감소시키는 것을 확인했다. 회사는 이를 해결하기 위해 TGF-β1 매개 신호 전달을 효과적으로 차단하는 인공 펩타이드(P6)를 발굴하고, 이를 NK 세포가 스스로 방출하는 자가 활성화 CAR-NK 세포를 개발했다.

P6는 TGF-β1과 TGF-β 수용체 1(TGF-βR1)의 상호작용 부위에 경쟁적으로 결합해 NK 세포 내 TGF-β1 매개 신호 전달을 효과적으로 차단하는 원리다. 

연구팀의 분석에 따르면, 자가 활성화된 CAR-NK 세포는 췌장암 및 난소암을 비롯한 고형암에 과발현된 메소텔린(Mesothelin, MSLN)을 표적하는 CAR 유전자를 발현하며, P6 펩타이드를 분비함으로써 향상된 암 살상 효과를 보였으며, 이외에도 종양 미세환경을 구성하는 암 관련 섬유아세포와 공배양한 3D 모델 시스템 및 in vivo 마우스 모델에서도 강력한 항종양 능력을 확인했다.

이러한 결과는 종양 미세환경에서 TGF-β1에 의해 자연살해세포(Natural Killer, NK)의 활성 및 기능이 저해되는 기전을 회피함으로써 이를 극복하는 데 중요한 진전을 이뤘다고 평가받고 있으며, 고형암 치료의 효과적인 방법으로 기대되고 있다.

정수영 유씨아이테라퓨틱스 대표는 “기존 합성의약품인 TGF-β 억제제는 강한 독성이슈를 극복하지 못해 개발 한계점으로 지적 받고 있으나, 당사는 유전자 도입 기술을 통해 독성 해결 가능성을 확인했으며, 자연살해세포가 직접 펩타이드를 분비함으로써 기존 병용투여 요법을 대체하는 새로운 면역세포치료제 개발 가능성을 획기적으로 높일 수 있을 것”이라고 밝혔다.

유씨아이테라퓨틱스는 2020년에 설립된 바이오벤처로, 유전자 도입을 통한 NK세포 엔지니어링 기술을 바탕으로 CAR-NK 면역세포 치료제를 개발하고 있으며, 이번 논문으로 가능성을 확인한 회사의 핵심 기술인 ‘CellTaCT’ 플랫폼과 Bi-specific CAR를 적용해 혈액암 및 고형암 CAR-NK 면역세포치료제 파이프라인 개발을 더욱 가속화하고 있다.