새로운 암 치료법은 하늘이 만든 성냥입니다.
한쪽에는 유전 공학을 강타한 유전자 편집 기술인 CRISPR이 있습니다. 다른 하나는 CAR-T라는 치료제로 정상 면역세포를 특정 암을 사냥하는 슈퍼군사로 변신시킨다.
과학자들은 오랫동안 이 두 가지 큰 발전을 암의 "위험 구역", 즉 정확한 암세포를 사냥하고 그들의 기침과 숨을 앗아가는 세포 전투기로 결합하려고 노력해 왔습니다. (탑 건, 누구?)
아이디어는 비교적 간단합니다. CAR-T는 유전 공학을 사용하여 특정 유형의 암을 표적으로 하는 고급 추적 능력을 면역 세포에 부여합니다. CRISPR은 이러한 추적 유전자를 면역 세포에 삽입하는 도구입니다.
그러나 실질적으로 듀오는 "역대 가장 복잡한 치료법"입니다.
유전자 편집은 개인의 암을 공격하도록 맞춤화되어 있으며 각 종양에는 특정 단백질 세트가 점재되어 있습니다. 이제 네이처(Nature)에 실린 한 연구에서 로스앤젤레스 캘리포니아 대학교(University of California, Los Angeles)에 기반을 둔 팀이 유방암이나 결장암과 같은 다양한 암에 걸린 16명을 대상으로 치료법을 테스트했습니다. 맞춤형 알고리즘의 도움으로 과학자들은 유전자 조작 면역 세포 여단을 설계하여 각 사람의 특정 유형의 암을 표적으로 삼아 파괴했습니다. 이 세포는 건강한 조직을 아끼면서 맞춤형 단백질 표적에 집중할 수 있습니다.
몇 주 만에 팀은 편집된 면역 세포가 암 조직에 너무 많이 침투하여 조작된 세포가 암 샘플의 20%를 구성한다는 사실을 발견했습니다. 묘책이 아닙니다. 이 첫 번째 시도는 단지 안전성을 평가하기 위한 것입니다. 그러나 그것은 CRISPR과 CAR-T의 협력이 암 환자들에게 가능하다는 것을 보여줍니다. 이 연구는 잠재적으로 현재의 암 치료법을 정밀 검사하여 보다 개인적이고 효율적으로 만들고 부작용을 줄이기 위한 첫 번째 단계입니다.
"이것은 아마도 임상에서 시도된 것 중 가장 복잡한 치료법일 것입니다. "우리는 환자 자신의 T 세포로 군대를 만들려고 노력하고 있습니다."
암 딜레마
암세포는 매우 영리합니다.
모든 세포와 마찬가지로 암세포도 세포막 외부에 단백질 망토가 점재되어 있습니다. 일부 단백질은 건강한 세포로 위장합니다. 다른 사람들은 그것들을 버립니다. 암세포를 박멸하는 주요 목표는 건강한 세포에는 존재하지 않는 독특한 암 단백질 "비콘"을 찾는 것입니다. 이를 통해 정상 세포는 그대로 두고 암만 제거할 수 있습니다.
화학 요법에서 면역 요법에 이르기까지 우리는 종양을 표적으로 삼는 데 성공했습니다. 치료법이 생명을 구했다는 데는 의심의 여지가 없습니다. 그러나 치료법은 또한 줄기 세포와 같이 빠르게 성장하는 다른 세포와 암을 구별할 수 없기 때문에 신체에 막대한 피해를 줍니다.
연구 저자인 캘리포니아주 사우스 샌프란시스코에 있는 PACT Pharma의 최고 과학 책임자인 Stephanie Mandl 박사는 "우리가 암에 걸린 클리닉에서 본 환자의 경우 어느 시점에서 면역 체계가 전투에서 패배하고 종양이 커졌습니다."라고 말했습니다.
그래서, 우리는 무엇을 해야 합니까? T 세포를 입력하십시오.
"인간의 면역 체계는 다른 세포를 살리면서 암을 근절하는 데 독특하게 적합합니다."라고 팀은 말했습니다. 면역 체계의 일부인 T 세포는 특히 T 세포 수용체(TCR)라고 하는 "망원경" 단백질을 사용하여 암을 사냥할 수 있는 훌륭한 킬러입니다. TCR을 궁극적인 생물학적 감시 카메라라고 생각하십시오. 세포의 암 전환을 표시하는 단 하나의 DNA 돌연변이만 감지할 수 있습니다.
문제는 이러한 면역 세포가 쉽게 압도된다는 것입니다. 암에 24,000개 이상의 다른 돌연변이가 있으면 T 세포가 모든 돌연변이를 따라잡을 수 없습니다. CAR-T는 특정 돌연변이를 인식하는 능력을 높이는 방법입니다. "신항원"이라고 불리는 이 단백질은 정상적인 세포에는 존재하지 않기 때문에 암세포에 신호를 보냅니다. 번역? 신항원은 CAR-T의 완벽한 표적입니다.
사냥 시작
팀은 각 환자의 두 가지 샘플로 시작했습니다. 하나는 종양에서, 다른 하나는 혈액에서 채취했습니다. 이상하게 들리겠지만, 혈액 세포는 연구원들이 암 샘플에서 돌연변이 유전자를 추적할 수 있는 배경으로 정상적인 유전 데이터의 "빈 서판"을 제공했습니다. 그 결과 일부 환자의 경우 최대 500개에 달하는 놀라운 돌연변이가 발생했습니다.
"돌연변이는 암마다 다릅니다."라고 Ribas는 말했습니다.
데이터를 손에 들고 팀은 알고리즘을 사용하여 몇 가지 잠재적인 CAR-T 치료 표적(신생항원 또는 neoTCR)을 설계했습니다. 각각은 T 세포 공격을 유발하기 위해 특별히 선택되었고 결국 175개 이상의 새로운 암세포 단백질 표적을 가진 CAR-T 팀을 구성했습니다.
그래도 위험한 사업입니다. CAR-T는 심각한 부작용을 일으킬 수 있는 신체의 면역 체계를 재작성합니다. 팀은 잘 알고 있습니다. 먼저 페트리 접시 안에 있는 건강한 기증자 T 세포에서 neoTCR 후보를 테스트하여 결국 환자당 XNUMX개의 암 표적을 결정했습니다. 즉, 각 환자는 세 개의 암 부위를 표적으로 삼도록 T 세포를 조작했습니다.
CRISPR을 입력합니다. 팀은 각 환자에게서 혈액을 채취하고 T 세포를 분리했습니다. 그런 다음 세포를 CRISPR로 처리하여 두 개의 면역 관련 유전자를 제거하고 neoTCR을 암호화하는 유전자를 삽입했습니다. 그것은 생물학적 미끼와 스위치입니다. 새로 강화된 CAR-T는 이론적으로 이제 정상 세포에 해를 끼치지 않는 헌신적인 암 사냥꾼입니다.
전반적으로 매우 빠른 프로세스였습니다. 팀은 단 11일 만에 조작된 슈퍼 군인 세포의 개체수를 늘렸습니다. 환자들이 정상적인 면역 세포 수를 제한하기 위해 약물을 복용한 후, 팀은 조작된 암과 싸우는 세포를 환자의 몸에 주입했습니다. 몇 차례의 채혈을 통해 팀은 편집된 세포가 혈액 내에서 순환하고 개별 종양 주위에 자리잡고 있음을 발견했습니다.
확실한 길
시험은 주로 안전성을 평가하는 것이었다. 그러나 환자들은 혜택을 보는 것 같았습니다. 주입 XNUMX개월 후, XNUMX명의 암이 안정화되었습니다. 즉, 종양이 자라지 않았고 XNUMX명만이 치료로 인한 면역 부작용을 경험했습니다.
"이 연구는... 환자의 종양 세포에 특정 항원 또는 '플래그'를 식별할 수 있는 환자별 CRISPR 공학 T 세포의 사용을 보여주는 고형암에 대한 최초의 인간 실험으로서 중요합니다. 연구에 참여하지 않은 런던 암 연구소의 Astero Klampatsa 박사는 말했습니다.
CAR-T가 혈액 종양 치료에 큰 성공을 거두었지만, 유방암, 폐암 또는 위암과 같은 대부분의 암에서 고형 종양에 관해서는 이 기술이 어려움을 겪었습니다.
이 연구는 궁극적인 치료법을 제시하지 않습니다. 한 환자는 열과 백혈구 손실과 같은 면역 반응을 보였습니다. 또 다른 환자는 뇌에 일시적인 염증이 생겨 걷기와 쓰기에 문제가 있었지만 치료 후 빠르게 회복되었습니다. 높은 수준의 조작된 T 세포가 전부는 아니지만 크기가 감소한 일부 암과 관련이 있지만 치료법이 어떻게 장기적인 회복을 도울 수 있는지는 아직 알려지지 않았습니다.
그래도 지금은 팀이 희망적입니다.
차세대 CRISPRed CAR-T를 내다보면서 팀은 종양이 근처에서 자라면서 신체에 잠재적인 암에 대해 경고하면서 대사적으로 생명을 얻는 세포를 상상하고 있습니다. 또 다른 아이디어는 유전적으로 강화된 세포를 암 전쟁으로부터 보호하는 것입니다. 종양 세포는 면역 세포를 억제하는 신호를 보낼 수 있습니다. 유전적 장벽은 우리에게 우위를 제공하여 조작된 세포가 암의 징후를 찾기 위해 신체를 순찰하면서 더 오래 지속되도록 할 수 있습니다.
이들은 팀에서 작업 중인 아이디어입니다. 그러나 지금으로서는 "이 요법이 효능뿐만 아니라 실험 프로토콜도 추가로 테스트될 수 있는 더 큰 시험에 적용될지 여부를 보는 것이 흥미로울 것"이라고 Klampatsa는 말했습니다.
이미지 신용 : T 세포의 채색된 주사 전자 현미경 사진. 니아드
