장내 미생물 대사체로 먹는 암 면역 나노약물 개발

성균관대 의과대학 조영석 교수 연구팀과 미시간대 약학과 제임스 J. 문 교수 연구진이 장내 미생물의 천연 대사산물을 활용한 경구용 암 면역치료 나노약물을 세계 최초로 개발했다. 연구진은 이 약물이 면역세포의 암세포 공격 능력을 크게 높인다는 점을 확인했으며, 연구 결과는 월요일 국제 학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’에 게재됐다.

연구진이 주목한 물질은 장내 미생물이 만드는 3,4-다이하이드록시벤조산(DHB)이다. DHB는 암세포 제거를 담당하는 CD8 양성 T세포의 자기복제와 다양한 세포로의 분화 능력인 ‘줄기세포성’을 강화했다. 또 포도당을 분해해 에너지를 얻는 해당작용이 지나치게 활성화되면서 T세포가 지치는 현상을 억제하고 생존 신호를 켜, 면역세포가 오랫동안 활성을 유지하며 종양을 공격하도록 했다.

암 면역치료는 인체 면역체계를 다시 활성화해 암을 공격하지만 실제 치료에 반응하는 환자가 일부에 그친다는 한계가 있다. 장내 미생물과 면역계의 연관성에서 해법을 찾은 연구진은 섭취 후 수분 안에 대사돼 몸 밖으로 빠르게 배출되는 천연 DHB의 약점을 보완했다. DHB를 안정적인 전구약물로 화학 변환한 뒤 올레산 기반의 경구용 나노에멀전에 담아 ‘프로덕 201’을 만들었다.

프로덕 201은 약물이 혈액에 머무는 시간을 크게 늘려 전체 흡수율을 14.3배 높였다. 대장암·흑색종·유방암 동물모델에서는 활력을 되찾은 줄기세포형 T세포가 종양 부위로 이동해 종양을 크게 줄였다. 면역관문억제제와 함께 투여했을 때는 종양이 완전히 제거됐고, 재발을 막는 장기 면역기억도 형성됐다. 안전한 소재와 단순한 제조 공정을 적용한 이번 기술은 미생물 대사체 기반 차세대 암 면역치료제의 상용화 토대를 제시했다.