항암제를 전달하는 표적 나노 소포

(Schematic of anti-GPC3 scoff and engineered fusogen co-expressing eFT-CNVs for cytosolic delivery of therapeutics. Intrinsic GPC3 and B2M are knocked out using CRISPR/Cas 9 followed by co-expressing anti-GPC3 scFv and engineered fusogen on HEK293 cell membranes. The eFT-CNVs are generated by mechanical extrusion of the donor cells and loaded with various drugs, e.g., nucleic acids, protein toxins, or chemotherapeutic agents, for on-target cytosolic delivery. Credit: Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39181-2)

항암 치료의 어려움 중 하나는 암세포 역시 우리 몸의 세포라는 사실입니다. 따라서 항암제는 대부분 정상 세포에도 악영향을 미칩니다. 그리고 항암제를 사용하면 극히 일부분만 암세포에 도달하게 된다는 것이 문제입니다.

이 문제를 극복하기 위해 과학자들은 암세포만을 공격하는 항암 치료 방법을 개발하고 있습니다. 버밍햄 대학의 위안 완 교수 Yuan Wan, an assistant professor in the Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science's Department of Biomedical Engineering 연구팀은 인체 세포를 이용한 항암 나노 소포 (nanovesicles)를 개발했습니다.

지질과 폴리머 등을 이용한 나노 입자나 주머니 안에 항암제를 넣어 암세포에 전달하려는 연구는 이전에도 있었으나 만약 인체의 면역 시스템이 이를 항원으로 인식하면 공격한다는 문제점이 있었습니다. 연구팀은 배양한 사람 세포의 세포막을 이용해 나노 소포체를 이용해 이 문제를 극복했습니다.

하지만 이렇게 만든 나노 소포체가 암세포에 결합해서 내부에 항암제를 전달하지 않는다면 의미가 없습니다. 연구팀은 바이러스에서 유래한 퓨조진 (fusogene)을 이용해 암세포 표면에 발현되는 항원에 결합한 후 세포막에 융합되는 방법을 사용했습니다. 인간 세포주에 벡터 바이러스를 감염시킨 후 표면에 항원 결합 물질을 지닌 소포체가 만들어지게 한 것입니다. (위의 그림 참조)

연구팀은 동물 모델을 통해 이 나노 소포가 실제로 목표 세포에만 약물을 주입하는지 테스트할 계획입니다. 사람에 대한 임상 시험은 그 다음 목표입니다. 만약 성공한다면 항암제는 물론이고 다른 목적의 약물을 목표에만 효과적으로 전달할 수 있는 방법이 될 것으로 예상됩니다.

참고

https://phys.org/news/2023-07-genetically-vesicles-cancer-cells.html

Lixue Wang et al, Bioinspired engineering of fusogen and targeting moiety equipped nanovesicles, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39181-2

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