한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
코로나 바이러스 백신 플랫폼으로 사용된 지질 나노입자는 유전자와 지질만을 가지고 제작된 유전자 전달체로, 현재 지질 나노입자를 기반으로 다른 감염병, 항암 및 염증 등의 질환에 접목시켜 백신 및 치료제를 개발하려는 연구가 계속해서 증가하고 있습니다. 일부는 임상시험이 진행 중이며, 2023년 상반기까지 지질 나노입자 및 mRNA전달체와 관련된 개량기술 및 신기술에 대한 특허는 주요 20개 국가에서 900개에 도달하였으나, 한국에서의 특허는 60개에 한정되어 있는 것을 확인할 수 있습니다. 이러한 바이오의약품 전달체를 개발하여 시장을 선도하기 위해서는 활용하고자 하는 바이오의약품의 특징을 정확히 파악하여 활용될 것이라 예상되는 기대효과를 가진 형태로 디자인하고 이를 구현하는 것이 핵심이라 할 수 있습니다.
본 연구에서는 고형암에서의 낮은 효율을 보이는 항암면역치료의 효과를 높이기 위한 목표를 가지고 지질 나노입자를 개발하고자 하였습니다. 연구를 진행하기 앞서, 현재 알려진 지질 나노입자의 특징을 분석하였을 때 암세포에는 효과적으로 유전자를 전달하는 바이오의약품 플랫폼인 것을 확인할 수 있었으나, 여러 면역세포에는 유전자를 거의 전달하지 못하는 점이 특징이자 한계점인 것을 확인하였습니다.
면역세포 중에서도 자연살해세포(NK세포)는 유전자 도입이 매우 어려운 세포로 알려져 있습니다. NK세포는 바이러스나 암을 공격할 수 있는 특징을 가진 세포로 현재 CAR 세포 치료제 바이오의약품 국내/외 시장에서 T세포보다 사회적/경제적 파급효과가 매우 높은 세포치료제로 각광받고 있습니다. NK세포는 면역거부반응이 없어 건강한 사람에서 유래된 세포를 사용할 수 있다는 점에서 매우 경제적이지만, 현재 임상에서 바이러스를 통해 유전자를 도입하였을 때 유전자 전달 효율이 낮고, 세포치료제 제작기간이 길다는 어려움이 있습니다. 최근 바이러스를 통한 유전자 전달된 세포치료제 바이오의약품을 투여받은 암환자에서 brain fog 등의 부작용 사례가 있었던 만큼, NK세포로 유전자를 효과적으로 도입할 수 있는 바이오의약품 전달체가 개발된다면 보다 많은 사람들이 저비용 고효율의 치료제를 공급받을 수 있을 것으로 예상하고 있습니다.
본 연구에서는 양이온성 지질을 활용하여 NK세포에서 mRNA 전달 효율이 최적화된 지질 비율을 구축하였습니다. 이 나노입자는 NK세포에 유전자를 효과적으로 전달할 뿐만 아니라 나노입자 자체만으로도 미토콘드리아의 호흡양을 증가시켜 NK세포의 암세포 살상능이 활성화되며, 해당 결과는 생쥐와 사람 유래 NK세포에서 검증되었습니다. 이 나노입자를 활용하여 NK세포를 항암면역치료용 바이오의약품으로 개발하기 위해서, 고형암 중에서도 사망률이 높은 간암을 표적하는 수용체 서열(CAR-mRNA)을 디자인하여 간암 표적 CAR-NK 면역세포치료제를 구축하였으며, 마우스 간암모델에서 구축된 CAR-NK세포가 간암 및 전이된 복막암을 효과적으로 제거하는 바이오의약품인것을 입증하였습니다.
▲ DLNP로 구축된 자연살해세포 기반 면역세포 치료제의 간암 표적형 면역치료 모식도
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
성균관대학교 융합생명공학과 박우람교수님 연구실(첨단바이오의약품전달연구실; Advanced Biologics Delivery Laboratory)은 암을 효과적으로 치료할 수 있는 다양한 의료기술 개발을 목표로 하여 나노기술, 의료영상 및 의료기기의 다학제적 접근을 통해 생체재료를 개발하는 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 재료의 개발부터 세포 및 동물실험 등을 독자적으로 수행할 수 있는 연구실이며, 국내외 연구진들과의 활발한 공동 연구를 통해 새로운 시각의 신규 의약품 개발에 전력을 다하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
박사학위를 받고 하와이 주립대로 박사후 과정을 나와 설레는 마음으로 새로운 프로젝트를 연구하는 중에 있습니다. 본 논문의 공동연구자이신 삼성서울병원 조덕 교수님께서는 “열심히 앞을 보고 달려와 박사를 받았으니 이제는 연구를 본인의 인생과 함께 할 수 있는 방법을 배우는 것이 중요하다”고 말씀해 주셨습니다. 교수님께서 말씀해 주셨던 귀중한 조언을 바탕으로, 연구와 인생을 함께하는 제 모습이 “어떤 모습으로 세상에 표현 될 때 좀 더 많은 이들에게 도움을 주고, 스스로도 보람찬 행복을 느낄 수 있을까?” 하는 고민에 대한 답을 찾아가는 시간을 보내고자 노력하고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
학위과정은 다방면으로 스스로를 키워 나가기 시작하는 시간이기에 쉽지 않은 과정인 것 같습니다. 사람마다 가지고 있는 장점이 다 다른 것처럼 부족한 부분도 모두 다르기 때문에, 저는 부족한 부분을 느낄 때마다 해당 장점을 가지고 계신 후배/선배/박사님/교수님들을 찾아가서 작은 것이라도 여쭤보려고 했습니다. 사실 그렇게 하다보면 주변의 모든 분들에게 어떤 도움이든 받을 수 있습니다. 저는 지금까지 정말 많은 분들의 도움을 받고 성장해 나가고 있기에, 도움이 필요할 때에는 도움의 손길을 언제든 어디든지 뻗으라고 말씀드리고 싶습니다. 처음에는 용기가 필요하지만 나중에는 감사함을 가지고 다른 사람에게 또 다른 도움을 주고 있는 자신을 발견하게 될 것이라 자부합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
항암 연구 뿐만 아니라, 코로나 후유증 환자 및 천식 환자의 폐질환에서 규명되어야 할 질병 기전과 해당 기전을 표적화하는 나노바이오의약품을 개발하는 연구를 수행 중에 있습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
연구적으로 성장할 수 있는 발판과 영감을 제공해주시고, 다양한 기회를 경험할 수 있도록 지도해주신 박우람 교수님께 큰 감사의 인사를 드립니다. 또한, 학부생 시절부터 올바르고 탄탄한 기반의 연구자가 될 수 있도록 지도해주신 김기진 교수님과 송행석 교수님께도 깊은 감사의 인사를 드립니다. 넓은 영역의 연구를 할 수 있도록 도와 주신 공동 연구자 교수님들과 선생님들께도 감사의 인사를 드리고 싶습니다. 학부생부터 지금까지 함께 연구하며 고민을 나누고 기쁨을 나누던 PRL 연구실, MDG 연구실, ABD 연구실 소속 선후배분들께도 감사드립니다. 마지막으로 언제나 저를 믿고 응원해주시는 사랑하는 우리 가족들, 항상 감사합니다.
#지질나노입자
#NK세포치료제
#간암표적면역치료
관련 링크
연구자 키워드
관련분야 연구자보기
관련분야 논문보기
해당논문 저자보기