성균나노과학기술원 임용택 교수 연구팀(제1저자 진승모/유연정 박사과정)이 치료용 면역 세포들이 탈진을 최소화하면서 효과적인 항종양 면역을 생성할 수 있게 하도록, 동력학적으로 면역 활성화 기능이 조율된 신규 개념의 나노아주번트 (Kinetically activating nanoadjuvant; K-nanoadjuvant)를 세계 최초로 개발하였다.

기존에 톨-유사 수용체 작용제 (toll-like receptor agonist; TLR agonist)와 같은 선천적 면역을 효과적으로 유도할 수 있는 다양한 약물들이 개발되어 왔다. 이러한 약물들은 면역 활성화에 기여하기도 하지만 면역 독성 및 면역 세포들의 탈진을 유도하여 효과적인 못한 암 면역 요법을 초래하였다.

임용택 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 특정 장소와 시간에 작동하도록 설계된 TLR7/8 agonist (timely-activating TLR7/8a, t-TLR7/8a)를 신규 합성하고, 다양한 TLR agonists 들과의 조합하여, K-nanoadjuvant를 제조함으로써, 그 효능을 입증하였다.

K-nanoadjuvant는 서로 다른 신호전달 루트를 통해 면역 세포를 활성화하는 두 가지의 면역활성화 약물의 작용 기전을 시간(time), 순서(order) 및 조합 코드 (combinatorial code)의 최적화를 통해 조율함으로써, 면역 세포의 활성화를 극대화할 수 있는 플랫폼 기술로, 향후, 맞춤형 면역반응 유도를 위한 신규 아주번트 시스템 개발로 확장성이 클 뿐만 아니라, 과도한 면역반응으로 유도되는 면역 세포의 탈진 현상을 극복할 수 있는 신규 면역기능 조절 물질이다.

K-nanoadjuvant는 3가지 종양 모델 (피부암, 폐암, 유방암)에서 단독 요법으로 사용하거나, 면역 관문억제제 (immune checkpoint inhibitor; ICBT)인 항 PD-L1 (anti-PD-L1) 또는 항암제 (독소루비신, doxorubicin)와의 병용 요법을 통해, 면역독성 없이, 강력한 항 종양 면역 효과를 보여주었다.

임용택 교수는 “K-nanoadjuvant는 현재 GSK를 포함한 다국적 제약회사에서 활발하게 개발 중인 면역활성화 아주번트 물질의 면역 독성 문제를 해결하면서, 효능을 극대화할 수 있는 플랫폼 기술이며, 인체 내 안전성이 증명된 나노리포좀 기반의 약물로, 임상 적용 가능성이 매우 높습니다.” 또한, “K-nanoadjuvant는 최신 항암면역치료제인 면역 관문 억제제의 미반응 환자군에 적용되어, 종양의 재발/전이를 방지할 수 있는 차세대 항암면역치료제로 활용될 가능성이 있습니다.” 라고 발표했다.

이 기술은 국내 벤처기업 (프로지니어㈜)에 기술 이전되어 현재 항암면역치료제 및 감염성 질환 백신으로 신약 개발 중이다.

특히, 이번 연구결과가 제1저자인 진승모/유연정 학생이 석박사 과정 동안 진행하여, 다학문적 과학 (multidisciplinary science) 분야 세계 최고 권위의 학술지인 ‘Nature Nanotechnology’에 1월 12일자 온라인 게재되는 성과를 달성한 점이 주목된다.

논문명: A nanoadjuvant that dynamically coordinates innate immune stimuli activation enhances cancer immunotherapy and reduces immune cell exhaustion (Nature Nanotechnology (IF=39.213)) https://www.nature.com/articles/s41565-022-01296-w

저자: 진승모 (제1저자, 박사과정), 유연정 (제1저자, 박사과정), 신홍식 (공저자, 석박사통합과정), 이상남 (공저자, 석박사통합과정), 배용수 (공저자, 성균관대 교수), 임용택 (교신저자, 성균관대 교수)