암세포를 직접 사멸시키는 동시에 항암 면역 반응을 활성화해 공격적인 전립선암을 치료하는 새로운 실리카 나노입자 기술이 동물실험에서 효과를 입증했다.
미국 웨일 코넬 의대 및 코넬대 공대 공동 연구팀은 15일(현지시간) 국제학술지 '캔서 리서치'에 이 같은 내용의 전임상 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 '코넬 프라임닷'(C' dots)으로 불리는 초소형 실리카 나노입자가 공격적인 전립선암 종양을 가진 쥐 모델에서 완전 관해를 여러 차례 유도했다고 밝혔다.
이 나노입자는 전립선암 세포가 '페롭토시스'(ferroptosis·철 의존성 세포 사멸)라는 강력한 자멸 과정을 겪도록 유도한다. 페롭토시스는 세포막을 구성하는 지방 분자 등이 과도하게 산화되면서 세포막이 파괴돼 세포가 죽음에 이르는 현상이다.
연구팀은 이 나노입자가 혈액 속 철 이온을 흡수해 암세포 내부로 운반한 뒤, 세포 내에서 과도한 산화 반응을 촉매하는 것으로 파악했다.
동시에 이 나노입자는 기존에 면역 반응이 없던 '차가운'(cold) 종양의 면역 미세환경을 강력한 항암 활동을 보이는 '뜨거운'(hot) 환경으로 전환시키는 것으로 나타났다. 종양 주변의 T세포, 대식세포 등 면역세포들이 비활성 상태에서 강력한 항암 활동을 펼치는 모드로 바뀌는 것이다.
이러한 이중 작용은 기존 면역항암제의 효과를 극대화했다. 실제 공격적인 전립선암을 앓는 쥐를 대상으로 한 생존 실험에서 나노입자와 면역관문억제제를 병용 투여한 결과, 10마리 중 4마리에서 종양이 완전 혹은 거의 완전하게 사라지는 관해 효과를 보였다.
여기에 종양 관련 대식세포를 표적으로 하는 치료법을 추가하자 10마리 중 5마리에서 완전 관해가 나타났다.
연구를 이끈 미셸 브래드버리 웨일 코넬 의대 교수는 "종양 세포 사멸을 직접 유도하면서 면역 미세환경을 바꾸는 치료법은 새로운 임상 패러다임을 제시할 것"이라고 말했다.
연구팀은 이 나노입자가 전립선 세포 표면 단백질(PSMA)을 표적으로 삼도록 설계됐으며, 비장 등 다른 조직에 일시적으로 집중될 때도 독성 징후는 발견되지 않았다고 덧붙였다.
연구팀은 향후 임상시험을 통해 이 나노입자의 안전성과 효능을 평가하는 것을 최종 목표로 연구를 이어갈 계획이다.