T 세포 이식에 필요한 T 세포 만드는 기간 1주일 미만 단축
T 세포 이식은 수명을 연장하고 때로는 진행성 고형암 환자들을 완치할 수가 있다. 하지만 환자들에게 필요한 T 세포들을 만드는 데 몇 달이 걸릴 수 있다. 그렇게 속도가 느려서 즉시 치료가 필요한 대부분의 환자들에게는 이 치료법이 쓸모가 없었다.

그런데 최근에 사우스캐롤라이나 의과대학교(MUSC)의 의학 과학자 훈련 프로그램(MSTP)의 학생으로 크리스탈 파울로스의 실험실의 연구원인 한나 크노헬만이 미국 국립 암 연구소가 지정한 3개의 암 센터 - 사우스캐롤라이나 의과대학교 홀링스 암 센터, 에머리 대학교 윈쉽 암 연구소, 오하이오 주립대학교 제임스 암 병원 - 의 연구원들과 함께 연구를 해서 가까운 미래에 환자들을 위해 T 세포들을 더 빨리 만들어내는 새로운 방법을 찾아냈다고 한다.

인간의 면역체계는 CD4와 CD8이라는 2가지 주요한 유형의 T 세포를 갖고 있다. 연구진은 CD4 T 세포의 아형으로 효력이 현저하게 센 Th17 세포들을 이용해서 T 세포를 만드는 데 필요한 시간을 몇 달에서 1주일 미만으로 단축했다.

크노헬만은 이렇게 설명했다. “실제로 여러 가지 유형의 종양을 효과적으로 근절하는 데는 아주 적은 Th17 세포가 필요하다. 이 새로운 이정표가 선정 기준을 확대해서 더 많은 전이성 암 환자가 T 세포 치료를 받을 수 있도록 해줄 수 있을 것이다.”

환자에게 치료용 T 세포를 주입하는 T 세포 이식 치료는 전 세계적으로 단 몇 군데서만 이용되고 있다. 그로 인해 일반인들은 이 강력한 치료를 받을 수가 없다. 이 치료법은 흔히 수십억 개의 CD 8 세포를 사용한다. 이들 세포는 세포 독성을 갖고 있고 그런 독성으로 암성 세포들을 죽일 수 있다. 그러나 세포 배양으로 한번 치료하는데 필요한 충분한 CD8 T 세포를 배양하는데 몇 주가 걸린다.

크노헬만의 스승으로 에머리 대학교 피부 악성종양 실용화 연구 책임자인 파울로스는 이번 발견에서 가장 주목할 만한 것은 우리가 이걸 발판으로 삼아 전 세계의 환자들에게 T 세포를 제공할 수 있는 것이라고 말했다.

자극에 대해 가장 좋은 반응을 나타내는 Th17 세포들은 세포 배양에서 환자에게 주입하기 전 4일간만 배양한다. 조금이라도 더 짧게 배양하거나 더 오래 배양하면 치료 효과가 떨어진다. 연구진이 몇 주에 걸쳐 더 많은 Th17 세포를 만들어낼 수는 있지만, 4일 동안만 배양한 적은 수의 Th17 세포와 비교하면 더 많은 세포가 실제로는 효과가 동일하거나 떨어진다. 이 연구 결과는 T 세포 치료를 더 빨리 실시할 수 있는 잠재력을 부각시킨다. 이는 즉시 임상에 영향을 미치는 발견이다.

종양 고유 식별자 알려져 있다면 치료법 효과적
기존의 T 세포 치료의 또 다른 한계는 암이 재발할 수 있는 것이다. 심지어 겉보기에는 성공적인 치료를 받은 후에도 암이 재발할 수가 있다. 따라서 크노헬만과 동료 연구원들은 한편으로는 재발을 방지할 수 있는 요인들을 이해하면서 효과가 영속적인 치료법을 개발하려고 노력했다.

그들은 4일간 배양한 Th17 세포 치료가 장기간 지속하는 반응을 일으키는 것을 발견했다. 흥미로운 점은 IL-6이 치료 후의 재발을 방지하는 그런 T 세포들을 부추기는 핵심적인 사이토카인이라는 것이다. 이 사이토카인이 면역체계의 브레이크인 조절 T 세포들을 불안정하게 만들고, 그로 인해 Th17 세포가 암 세포를 죽일 수 있게 된다.

파울로스는 다음과 같이 말했다. “연구가들은 의사들에게 면역 치료법에 대한 새로운 사고방식을 고취하기 위해 이 자료를 원한다. 이 치료법은 자유자재로 응용할 가능성이 있다. 만약 종양을 표적으로 삼을 수가 있으면, 즉 종양의 고유 식별자가 알려져 있다면 이 치료법은 효과적일 수 있다. 따라서 이 치료법은 액상 암이든 고형 암이든 둘 다 치료하는데 사용할 수 있다.”

크노헬만은 이렇게 말했다. “사우스캐롤라이나 의과대학교의 핵심시설과 연구 환경이 이번 연구의 성공에 결정적인 한 부분이었다. 많은 동료가 이번 발견에 대해 핵심적인 조언을 해주었다. 실제로 이번 연구는 서로 다른 마음들이 함께 모이면 어떤 것을 이룰 수 있는지를 보여주는 좋은 1가지 실례이다. 미래를 위해 의학을 개선하는 일을 하는 것은 고무적이고 보람이 있었다.”

이번 연구는 크노헬만과 파울로스에 대해 독자적인 연구비를 제공한 국립 건강연구소와 흑색종 연구재단의 지원을 받았다. 이제 연구진은 자신들의 연구 결과를 환자들에게 적용할 수 있는 치료법으로 개발하기 위해 외과 의사들과 종양학자들과 공동으로 연구하고 있다. 우리의 꿈은 하루 이틀 안에 환자들을 위한 T 세포 제품들이 만들어질 수 있게 되어 치료제가 필요한 모든 환자, 특히 급하게 치료가 필요한 사람들을 도와줄 수 있는 것이라고 크노헬만은 말했다.

참조:
H. M. Knochelmann et al., "IL6 Fuels Durable Memory for Th17 Cell–Mediated Responses to Tumors" Cancer Res. 2020 Sep 15;80(18):3920-3932.