암 치료에 기여할 수 있는 새로운 ‘길’이 열리다

면역항암세포의 활동을 정밀하게 분석할 수 있는 방법을 개발한 카이스트 연구팀

백진호 기자 | 기사입력 2021/02/01 [14:24]

암 치료에 기여할 수 있는 새로운 ‘길’이 열리다

면역항암세포의 활동을 정밀하게 분석할 수 있는 방법을 개발한 카이스트 연구팀

백진호 기자 | 입력 : 2021/02/01 [14:24]
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▲ 카이스트 연구팀이 개발한 기술을 적용한 3D 영상  © 출처: 카이스트

 

카이스트 물리학과 박용근, 생명과학과 김찬혁 교수 연구팀이 면역항암세포의 활동을 정밀하게 측정하고 분석할 수 있는 ‘3차원 인공지능분석기술’을 개발했다.

 

체내에서 면역 세포를 추출한 후 외부에서 면역 능력을 강화해 환자에게 주입함으로써 암을 치료하는 방식을 ‘입양전달면역세포치료’(adoptive immune cell therapy)라고 한다. 이 치료법은 면역세포치료법 중에서 가장 많은 주목을 받고 있으며, ‘키메릭 항원 수용체’ 또는 ‘CAR’(Chimeric Antigen Receptor)라고도 불린다. 유전자 재조합기술로 T 세포와 같은 면역 세포를 변형해 암 세포와의 반응을 유도한 후 사멸시키는 치료법이다. 높은 치료 효과를 자랑하는 CAR-T 세포 치료는 차세대 암 치료제로 급부상하고 있지만, 아직 국내에서는 임상 시험이 이뤄지지 않고 있다.

 

이번에 카이스트 연구팀이 개발한 신 기술은 CAR-T 세포의 ‘면역 시냅스’(immunological synapse, IS)를 정밀하고 체계적으로 연구할 수 있는 기술이다. 연구팀은 3D 홀로그래피 현미경 기술로 염색이나 전 처리 없이 살아 있는 CAR-T 세포와 표적 암 세포 간의 상호작용을 고속으로 측정했고, 관찰하기 어려운 CAR-T와 암 세포 간의 IS를 고해상도로 실시간 측정했다. 또 인공지능 신경망을 통해 3D 세포 영상을 분석하고, 3차원 공간에서 IS 정보를 정확하게 정략적으로 추출할 수 있는 기술을 자체 개발했다.

 

이 기술을 활용해 연구팀은 CAR-T 면역 관문 형성 메커니즘을 추적할 수 있었고, IS의 형태학적 특성이 CAR-T의 항암 효과와 연관되어 있음을 확인했다. 이에 연구팀은 3차원 IS 정보가 새로운 표적 항암 치료제의 초기 연구에 필요한 정략적 지표를 제공할 것으로 기대하고 있다. 이번 연구 결과는 국제적인 생물 학술지인 ‘이라이프’(eLife)에 게재되었다.

 

한편 보건복지부와 중앙암등록본부가 발표한 ‘2018년 국가암등록통계’에 따르면, 2015년부터 2018년까지 신규 암 환자가 지속적으로 증가했다(본지 기사). 또 통계청의 ‘2019 사망원인통계 결과’에서는 ‘암’이 사망 원인 1위였다. 종류별로 보면 폐암이 1위였고, 간암과 대장암‧위암이 그 뒤를 이었다.

 

이 같은 상황 속에서 최근 국내 연구진이 ‘난치성 위암’(본지 기사)과 ‘대장암’(본지 기사), ‘폐암’(본지 기사) 치료법을 개발 및 발견했다. 개별 암에 대한 치료법을 개발하고 발견하는 데 성공한 것이다. 이처럼 높은 사망률을 보인 개별 암에 대한 치료법이 나오고 있는 가운데, 이번에 발표된 카이스트의 연구 성과는 향후 있을 암 치료법 연구에 있어서 긍정적인 작용을 할 것으로 기대된다.

 

[백뉴스(100NEWS)=백진호 기자]

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백진호 기자
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