한국생명공학연구원(이하 생명연)이 체세포를 줄기세포 단계로 되돌리지 않고 바로 자연살해세포(NK세포)로 전환하는 차세대 면역세포 기술을 개발해 난치성 암 치료의 새로운 가능성을 제시했다.
생명연 면역치료제연구센터 조이숙 박사팀은 기존 면역항암치료로 효과가 제한적이었던 난치 질환을 효율적으로 공략할 수 있는 ‘직접 전환 NK세포(drNK)’ 원천기술을 확보했다.
NK세포는 몸의 선천면역을 담당하는 면역세포로, 암세포나 바이러스에 감염된 비정상 세포를 빠르게 인식해 제거한다.
이런 특성 때문에 NK세포는 차세대 면역항암치료제로 주목받았지만, 체내에서 오래 생존하지 못하고 암 조직 안으로 잘 침투하지 못하며, 암세포가 만드는 강한 방어 환경 때문에 기능이 쉽게 떨어지는 한계가 있었다.
연구팀은 이를 해결하기 위해 피부나 혈액에서 얻은 체세포를 줄기세포 단계로 되돌리지 않고 곧바로 NK 세포로 바꾸는 직접 리프로그래밍 기술에 주목했다.
이 기술의 핵심은 NK세포 분화를 억제하는 특정 유전자 ‘BCL11B’를 정밀하게 조절하는 방식이다.
연구팀은 BCL11B를 억제함으로써 짧은 시간 안에 기능이 강화된 NK 세포를 안정적으로 생산할 수 있는 기반을 마련했다.
이렇게 만들어진 drNK세포는 기존 NK세포보다 암세포를 인식하고 공격하는 능력이 뛰어났다.
실험결과 drNK세포는 암세포 살상 능력과 체내 지속성이 동시에 향상된 것으로 확인됐다.
연구팀은 이 세포의 실제 치료 가능성을 검증하기 위해 대표적인 난치암인 췌장암을 연구 모델로 선택했다.
췌장암은 암세포 주변에 단단한 방어막인 종양 미세환경이 형성돼 면역세포가 침투하기 어렵고, 기존 면역항암치료 효과도 제한적이다.
연구팀은 drNK세포에 ‘키메라 항원 수용체(CAR)’를 추가해 췌장암 세포 표면에 많이 존재하는 메소텔린을 정확히 인식하도록 맞춤형 세포 ‘MSLN-drNK’를 설계했다.
아울러 연구팀은 암세포 자체의 방어력을 낮추는 전략도 병행했다.
췌장암 세포가 면역 공격을 회피하는 데 관여하는 단백질 PKMYT1을 억제하자 암세포는 NK세포 공격에 더 취약해졌고, NK세포와 암세포 사이의 결합과 인식 신호도 강화됐다.
그 결과 전체적인 항암 효과가 크게 높아졌다.
이번 연구는 기능이 강화된 NK 세포를 만들고 암세포를 정확히 표적으로 삼으면서 암세포의 방어 환경을 동시에 약화시키는 세 가지 전략을 하나의 플랫폼으로 통합한 것으로 의미가 크다.
이 같은 방식은 췌장암은 물론 다양한 고형암과 난치성 질환으로 확장할 수 있다.
조 박사는 “이번 연구는 치료용 NK세포 공급 기반을 넓히고, 단일 전략으로는 공략하기 어려운 복잡한 질환에 대해 다중 요소를 결합한 맞춤형 면역치료 접근이 가능함을 보여준 것”이라며 “후속 연구를 통해 안전성과 효율성을 높여 실제 적용 가능성을 확대하겠다”고 말했다.
한편, 이번 연구결과는 지난달 13일 국제학술지 ‘저널 오브 헤마톨로지 앤 온콜로지(Journal of Hematology and Oncology)’에 게재됐다.
(논문명: Directly reprogrammed NK cells driven by BCL11B depletion enhance targeted immunotherapy against pancreatic ductal adenocarcinoma/ 교신저자 조이숙/제1저자 김한섭 / DOI: 10.1186/s13045-025-01730-1)
