강세병 UNIST 교수팀, 항원 전달체 '인캡슐린' 개발

단백질 나노입자 인캡슐린을 개발한 연구진의 모습 왼쪽부터 최봉서 연구원, 강세병 교수, 문효진 연구원. [사진제공=UNIST(울산과기원)]

아주경제 울산 정하균 기자 = 최근 암 치료에 면역반응을 활용하는 항암백신이 개발돼 주목받고 있다.

UNIST(총장 정무영)는 이 대학 강세병 생명과학부 교수팀이 항원(병원체)을 면역세포로 전달하는 단백질 나노입자, '인캡슐린'을 개발했다고 20일 밝혔다.

인캡슐린이 항원을 면역세포의 일종인 수지상세포로 전달하면, 이 항원만 공격하는 면역세포를 대량으로 만들 수 있다. 쉽게 말해 원하는 암세포만 공격하는 맞춤형 면역세포가 만들어진다.

수지상세포는 면역계에서 교관 역할을 한다. 특정 항원을 잡아먹고 표시함으로써 '미분화된 T세포'에게 공격대상을 알려준다. 그러면 T세포가 특정 항원만 기억해 공격하는 '맞춤형 T세포'로 성장하게 된다. 이 과정에선 수지상세포로 특정 암 항원을 잘 전달해야 하는데, 이때 인캡슐린을 쓰면 효과가 높아진다.

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기존 백신들은 바이러스 또는 세균성 질환 같은 감염병 예방에 주로 사용됐다. 질병의 원인이 되는 바이러스 유사체나 죽은 세균체들이 직접 써서 몸에 항체를 형성하는 것이다.

그러나 이 경우는 일부 바이러스의 유전체나 세균체들이 체내에 남아 다양한 부작용이 생겼다.

또 이들은 감염성 질환의 예방에만 한정적으로 사용돼 암과 같은 비감염성 질환을 위한 백신 개발이 오랫동안 요구됐다.

호열균인 서모토가 마리티나에서 생성된 이 단백질 나노입자는 바이러스와 모양과 크기가 유사하다. 그 내부에 유전체와 같은 다른 물질이 없고, 면역반응을 이끌어 낼 최적의 크기와 안정성을 가지고 있다.

이번 연구에 제1저자로 참여한 최봉서 UNIST 생명과학부 석‧박사통합과정 연구원은 "수지상세포는 인캡슐린에 붙여 전달한 항원을 잘 잡아먹고, 미성숙 T세포에 전달하는 과정이 관찰됐다"며 "이를 통해 원하는 항원에만 반응하는 맞춤형 T세포를 만들어내는 것도 확인돼 백신으로서 가능성이 증명됐다"고 설명했다.

연구진은 흑색종양 생쥐를 이용해 맞춤형 T세포가 실제로 암세포를 공격하는지 확인했다. 그 결과 인캡슐린을 이용한 백신이 흑색종양을 예방하고 치료하는 두 가지 면에서 모두 효과를 나타냈다. 인캡슐린으로 항원을 전달해 맞춤형 T세포를 만들어낸 경우가 항원만 전달한 경우보다 효과적으로 암 생장을 억제한 것이다.

공동 제1저자로 참여한 문효진 UNIST 생명과학부 석‧박사통합과정 연구원은 "인캡슐린은 박테리아를 통해 쉽게 생산할 수 있다"며 "앞으로 경제적이고 강력한 항암백신으로 가능성이 크다"고 말했다.

강세병 교수는 "새로 개발된 항원 전달 백신은 감염성 질환에 집중돼 있던 백신 개발의 한계를 넘을 것"이라며 "암뿐 아니라 류머티즘, 파킨슨 병 같은 비감염성 난치질환에도 효과적으로 작용할 수 있을 것"이라고 전망했다.

한편, 이번 연구는 순천향대학교 의생명연구원(SIMS)의 류성호 교수팀과 공동으로 진행됐으며, 고 도윤경 UNIST 생명과학부 교수도 연구 설계에 참여했다.

연구 지원은 한국연구재단의 선도연구사업과 해양수산부의 다부처 유전체사업을 통해 이뤄졌다. 연구 성과는 'ACS Nano' 최신호에 게재됐다.