혈액암 치료법에 효과적인 두 가지 면역요법

유전자 조작 T 세포를 사용하는 전략은 건강한 혈액 줄기세포를 아끼면서 암을 공격하는 것입니다. 키메라 항원 수용채 T 세포로 알려진 유전자 변형 면역 세포는 수천 명의 혈액암 환자를 치료했지만, 지금까지 치료법은 몇 가지 유형의 질병에만 효과가 있었습니다. 오늘날 과학 학술지에서 연구팀은 대부분의 혈액암을 치료하기 위한 도발적인 키메라 항원 수용채 T 세포 전략을 설명합니다.

 

쥐를 대상으로 연구하면서 과학자들은 거의 모든 암성 혈액 세포에 공통으로 존재하는 단백질을 면역 세포에 절단했습니다. 그 단백질은 정상적인 혈액 형성 줄기세포에서도 발견되기 때문에 팀은 이러한 필수 세포를 암 투사에게 보이지 않도록 유전적으로 변형된 세포로 교체하여 맹공격으로부터 그들을 보호했습니다.

 

연구팀은 두 가지 전략이 현재 키메라 항원 수용채 T 세포가 사용되지 않는 질병인 급성 골수성 백혈병으로부터 생쥐를 보호한다는 것을 발견했습니다. 그들은 2년 이내에 인간 실험을 위한 접근 방식을 준비하기를 희망합니다. 그리고 과학 학술지에 두 번째 팀이 유사하지만, 더 좁은 접근 방식으로 쥐의 급성 골수성 백혈병을 치료한다고 보고했습니다. 피츠버그 의과대학의 면역학자인 제이슨 로뮐러는 주사 터널링 현미경 연구에 대해 "그들이 시도한 것은 매우 대담한 일이며 성공한 것 같다"라고 말합니다.

 

또 프레드 허친슨 암센터의 면역학자인 마리 블레이클리는 "이것은 점진적인 발전 그 이상이다. 키메라 항원 수용채 T 세포 치료의 목표를 확장하는 데 효과가 있을 수 있다"고 말했습니다. 그는 로뮐러처럼 어떤 연구에도 관련이 없습니다. 그럼에도 불구하고 그들과 다른 과학자들은 인간의 조혈모세포를 교체하는 것이 위험하기 때문에 보편적인 전략을 위해서는 더 많은 동물 실험이 필요하다는 데 동의합니다.

 

키메라 항원 수용채 T 세포는 암세포의 특정 단백질이나 항원을 인식하는 합성 수용체를 표면에 운반하도록 설계되었습니다. 키메라 항원 수용채 T 세포는 키메라 항원 수용체를 의미합니다. 키메라 항원 수용채 T 세포가 환자의 혈류에 주입되면 해당 항원을 자랑하는 암세포를 죽입니다. 이러한 치료법을 개발하는 연구자들은 현재 각 암 유형에 대한 수용체를 맞춤화하고 있습니다.

 

예를 들어, B세포 급성 림프구성 백혈병 환자는 빠르게 증식하는 암성 B세포의 단백질인 세포 표면 항원 무리에 초점을 맞춘 수용체가 있는 T세포를 받습니다. 반면 다발성 골수종 치료를 위한 키메라 항원 수용채 T 세포는 'B세포 성숙화 항원'이라는 다른 항원을 가진 세포를 찾아냅니다. 지금까지 5가지 유형의 혈액암이 키메라 항원 수용채 T 세포 치료법을 승인했으며, 모두 이 두 가지 단백질 중 하나를 표적으로 삼습니다.

 

연구자들은 다른 혈액암 환자를 돕기 위해 키메라 항원 수용채 T 세포가 목표로 삼을 수 있는 추가 항원을 찾고 있습니다. 한 가지 후보는 CD45라는 단백질입니다. 로뮐러는 "그것은 일종의 꿈의 항원"이라고 말합니다. 왜냐하면 그것은 대부분의 백혈병과 림프종 세포에서 발생하기 때문입니다. 그러나 T 세포와 혈액 형성 줄기세포를 포함한 중요한 정상 혈액 세포에도 존재하므로 키메라 항원 수용채 T 세포에 취약합니다. 펜실베이니아 대학의 면역학자인 닐스 벤하우젠과 혈액학자이자 종양학자인 자르 길이 이끄는 팀은 이러한 공격을 피할 수 있는 영리한 방법을 생각해 냈습니다.

 

그들의 첫 번째 단계는 CD45가 있는 세포를 공격하는 키메라 항원 수용채 T 세포를 만드는 것이었습니다. 이들 세포가 서로 공격하는 것을 막기 위해 연구팀은 유전자 게놈 편집기를 사용하여 CD45를 코딩하는 T 세포 유전자의 서열을 약간 변경한 키메라 항원 수용채 T 세포수용체로부터 숨길 수 있을 만큼만 단백질을 변경했습니다. CD45를 운반하는 정상적인 혈액 세포를 보호하기 위해 연구팀은 혈액 줄기 세포 계열에도 동일한 변화를 적용했습니다.

 

연구자들은 급성 골수성 백혈병 세포를 주사한 후 종양이 발생한 쥐를 대상으로 그들의 접근 방식을 테스트했습니다. 변형되지 않은 CD45 표적화 키메라 항원 수용채 T 세포 및 혈액 줄기세포와 함께 백혈병 세포를 투여받은 대조 쥐에서는 종양이 부풀어 올랐습니다. 이 설치류는 모두 30일 이내에 사망했습니다. 그러나 두 종류의 변형된 세포를 주입한 거의 모든 쥐는 치료 후 40일 동안 살아 있었고 종양도 작게 남아 있었습니다.

 

케이스웨스턴리저브대학의 의학 종양학자인 제임스 드리스콜은 "새로운 치료법 개발을 가속화할 매우 중요한 논문이라고 생각한다"라고 말했습니다. 이번 연구에 대해 워싱턴 대학교 의과대학의 키메라 항원 수용채 T 세포 연구원인 미리암 김은 세인트 루이스에서 "기능을 손상시키지 않으면서 키메라 항원 수용채 T 세포 저항성을 갖도록 CD45 단백질을 구체적으로 변형하는 방법이 있음을 보여준다"라고 말했습니다.

 

그러나 유니버시티 칼리지 런던의 인구 건강 과학 학부의 학문 부서의 소아 면역학자인 와심 카심은 "두 가지 접근 방식이 필요하지 않다"라고 생각합니다. "급성 골수성 백혈병과 같은 암에서는 CD45를 표적으로 하는 키메라 항원 수용채 T 세포가 그 자체로 단기 치료법으로 사용될 수 있다"라고 그는 말했습니다.

 

대부분의 경우 환자는 변형된 줄기세포 대신 정상적인 줄기세포를 이식받을 수 있었는데, 그 이유는 줄기세포 이식을 위한 예비 치료가 CD45 표적 T 세포를 죽이기 때문입니다. 그럼에도 불구하고 다른 연구자들은 키메라 항원 수용채 T 세포와 이를 회피하도록 편집된 줄기세포를 결합하는 유사한 전략을 추구하고 있습니다. 과학 학술지에서 데이나 파버 암 연구소의 피에트로 제노비스가 이끄는 그룹은 암세포의 다른 항원을 표적으로 삼는 키메라 항원 수용채 T 세포로 생쥐의 급성 골수성 백혈병을 치료했습니다.

 

그들은 동물의 줄기세포에 있는 동일한 항원을 변형하여 동물을 보호했습니다. 또한, 급성 골수성 백혈병에 대한 임상 시험에서는 환자가 또 다른 항원인 CD33을 표적으로 하는 키메라 항원 수용채 T 세포와 단백질이 부족하도록 변형된 줄기세포를 받는 또 다른 세포 편집 접근법을 테스트하고 있습니다.

 

그러나 CD45는 CD33보다 더 넓은 범위의 혈액암에서 발생하기 때문에 이를 표적으로 삼는 키메라 항원 수용채 T 세포는 광범위한 치료법이 될 수 있습니다. 길은 "이것이 만병통치약이나 만병통치약은 아닐 것"이라고 경고하지만, 연구 결과에 따르면 "실용적이고 실현 가능하다"라고 합니다.