면역물질 나노 단위로 정밀 배열해 암 백신 효능 높인다

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KIST, 보스턴 DFCI와 DNA 오리가미 기술 활용 암백신 '도리백' 개발

국내 연구진이 미국 바이오 연구 중심지인 보스턴 클러스터와 공동 연구를 통해 나노 분자를 정밀 배열해 효과를 높인 암 백신을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 의약소재연구센터 류주희 책임연구원 연구팀이 미국 보스턴 다나파버 암 연구소(DFCI), 하버드 비스연구소(Wyss Institute)와 DNA 오리가미 기술을 활용한 암 백신 '도리백(DoriVac)'을 개발했다고 2일 밝혔다.

DNA 오리가미는 긴 가닥 형태의 DNA 분자를 종이처럼 접어 다양한 형태를 만드는 기술이다.

구조를 만드는 것뿐 아니라 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 단위 구조를 세밀하게 제어하는 것도 가능하다.

도리백은 이런 DNA 오리가미 기술로 특정 물질을 DNA 나노구조체 표면에 정밀 배열해 암 백신 효과를 높인다.

연구팀은 이를 활용해 몸속 면역을 활성화하는 면역증강제인 CpG 분자를 DNA 나노 구조체 표면에 2.5~7㎚ 간격으로 정밀 배열하고, 다른쪽 면은 종양 항원을 결합한 암 백신을 개발한 후 간격에 따른 효능을 살폈다.

그 결과 연구팀은 세포 실험에서 3.5㎚ 간격으로 CpG를 배열하면 가장 효과가 높다는 것을 확인했다.

류 책임연구원은 "이 정도 간격으로 CpG가 존재하면 세포 수용체가 받아들이는 효과가 높다는 것은 기존 연구를 통해 알려져 있었다"며 "이를 물질을 배열하는 기술을 통해 암 백신에 적용한 것"이라고 설명했다.

동물실험에서도 피부암에 걸린 쥐 5마리를 대상으로 CpG를 배열한 도리백을 주입한 결과 1마리를 제외하고 모두 150일까지 생존했지만, 아무것도 주입하지 않은 쥐는 42일째에 모두 사망했다.

또 피부암이 생긴 초기 단계 쥐들에 3.5㎚ 간격 18개 CpG 분자가 포함된 도리백을 투여하자 다른 간격을 가진 도리백 대비 가장 면역 효과가 커 종양 성장을 효과적으로 줄인 것으로 나타났다.

이는 면역증강제 양을 늘리지 않고 공간 배열 조정만으로도 암 백신 치료 효과를 높인 의미가 있다고 연구팀은 설명했다.

이번 연구는 미국 보스턴에 설립한 KIST DFCI 연구소에서 2016년부터 진행됐다.

류 책임연구원은 2016년 초대 책임자로 파견돼 현지에서 3년간 공동연구를 진행했다.

공동연구팀은 스타트업 '도리나노(DoriNano Inc)'를 보스턴에서 공동 창업해 도리백 상용화를 위한 임상시험을 추진하고 있으며, 이를 다른 면역 시스템 활용 암 치료법과 병용하면 치료 효과를 높일 것으로 기대한다고 밝혔다.

류 책임연구원은 "나노기술과 암 면역 치료 기술이 융합된 중요한 발전"이라며 "암 치료뿐만 아니라 다양한 질병에 대한 면역 치료법 개발에 기여할 수 있는 플랫폼 기술이 될 것"이라고 말했다.

연구 결과는 지난 3월 15일 국제학술지 '네이처 나노테크놀로지'에 실렸다.

/연합뉴스

https://www.hankyung.com/article/202405021753Y