항암면역치료기술은 체내에 존재하는 면역세포를 암 세포 사멸에 이용하기 때문에, 부작용 및 독성이 최소화된 차세대 항암치료기술로 각광 받고 있으며, 이미 많은 의약품들이 임상에서 사용되고 있다. 하지만 실제 임상에서 이러한 면역치료에 반응하는 환자군은 20-30%로 매우 낮은 상황인데, 그 이유는 종양미세환경 (Tumor microenvironment)에 존재하는 다양한 면역억제인자(immunosuppressive factors)들이 치료용 면역세포의 활성화를 저해하기 때문인 것으로 밝혀지고 있다. 또한, 이러한 면역억제인자들은 암 수술을 통하여 완전하게 제거되지 못한 암세포에 의한 암의 재발(recurrence)나 다른 조직으로의 전이(metastasis)를 유도하는 메커니즘과 관련되어 있다. 이러한 면역억제환경을 제공하는 대표적인 세포가 골수유래면역억제세포 (Myeloid-derived suppressor cells, MDSC)이다. 

이번 연구에서 본 연구진은 이러한 암의 재발이나 전이를 방지하기 위하여, 수술 후에 유도되는, 면역억제인자들을 제어함과 동시에, 치료용 면역세포인 수지상 세포와 T 세포 활성화를 유도할 수 있는 플랫폼 기술을 개발하였다. 인체 내 적용이 가능한 생체친화성 고분자를 기반으로 다공성 DISC를 제조하고, 여기에 종양유래 면역억제세포인 MDSC를 제어할 수 있는 약물인 Gemcitabine과 수지상 세포와 T 세포 활성화를 위한 항암백신이 동시에 로딩함으로써, 이러한 플랫폼 (immuneCare-DISC, iCD)을 완성 하였다. 특히, Gemcitabine 약물은 임상에서 널리 사용되고 있으나, 생체 내 투여 후에 나타나는 약물구조의 낮은 안정성과 과량/반복 투여에 따른 독성이 큰 문제가 되고 있는데, 본 iCD 플랫폼 개발을 통하여 안정성 및 독성 문제를 해결할 수 있었다. 단회의 국소이식을 통하여, 체내에서 서서히 방출되는 Gemcitabine은 항암백신에 의해 활성화된 T 세포의 활성을 저해하는 MDSC를 효과적으로 제어할 수 있게 함으로써, 최종적으로 항암치료 효능을 높일 수 있다 (그림1). 본 연구에서는 종양이 수술로 완전히 제거되지 않는 상황이나 수술이 불가능한 상황을 모방하여 성장한 종양의 90%를 제거하고, 남은 종양에 의해 유도되는 암의 재발과 전이를 관찰하는 소동물 모델을 사용하였다. 

이번 연구결과는 세계적 권위의 학술지 ‘ Advanced Materials’에 2018년 03월 23일자 온라인 게재되었다.

* 논문제목: Implantable Synthetic Immune Niche for Spatiotemporal Modulation of Tumor-derived Immunosuppression and Systemic Antitumor Immunity: Postoperative Immunotherapy
* 참여연구진: 임용택(교신저자, 성균관대 교수), Hathaichanok Phuengkham (공동 제1저자, 성균관대 박사과정), 송찬영(공동 제1저자, 성균관대 석박통합과정), 엄숭호(공저자, 성균관대 교수).