DNA 손상 없이 암 치료 T세포, 다중 유전자 동시 편집하는 '안전한 후성유전학적 재설계' 기술 등장¶
원제목: Safe Epigenetic Reprogramming Enables Simultaneous Multi-Gene Editing in T - Bioengineer.org
핵심 요약
- DNA를 직접 절단하지 않는 새로운 후성유전학적 편집 기술이 개발되었음.
- 최대 5개의 유전자를 동시에 편집하여 T세포의 기능을 강화하고 안전성을 높였음.
- 고형암 치료를 위한 차세대 면역항암제 개발에 새로운 가능성을 열었음.
상세 내용¶
미국 연구진이 인간 T세포의 유전자 프로그래밍 방식을 혁신하는 새로운 후성유전학적 편집 플랫폼을 개발했습니다. 이 기술은 저명한 학술지 '네이처 바이오테크놀로지'에 게재되었으며, CRISPRoff와 CRISPRon 기술을 결합하여 기존의 복잡한 유전자 편집 방식의 한계를 극복하는 것을 목표로 합니다.
CAR-T 세포와 같은 T세포 기반 면역치료는 혈액암 치료에 혁신을 가져왔지만, 고형암 치료에는 여전히 난관에 부딪혀 왔습니다. 고형암의 미세 환경은 T세포의 과도한 활성화와 피로를 유발하여 치료 효과를 제한합니다. 기존 CRISPR 기술을 이용한 다중 유전자 편집은 DNA 이중 가닥 절단으로 인한 세포 독성과 기능 저하라는 문제를 안고 있었습니다.
이번에 개발된 후성유전학적 편집 플랫폼은 DNA 서열을 직접 변경하지 않고 유전자의 발현을 조절하는 방식을 택했습니다. CRISPRoff는 유전자 프로모터에 메틸화 표지를 붙여 유전자를 침묵시키고, CRISPRon은 이 표지를 제거하여 유전자 발현을 재활성화합니다. 이로써 T세포의 생존력을 유지하면서 최대 5개의 유전자를 동시에 조절하는 것이 가능해졌습니다.
연구 책임자인 루크 길버트 교수는 "T세포가 프로그래밍 지침을 기억하게 만든다"며, "이러한 후성유전학적 변화는 일시적인 편집에도 불구하고 장기간 안정적으로 유지되어, 기존 유전자 편집 기술의 부작용 없이 T세포 기능을 지속적으로 향상시킬 수 있다"고 설명했습니다. 이는 세포 분열이나 면역 자극에도 불구하고 원하는 유전자 발현 패턴을 장기간 유지할 수 있다는 것을 의미합니다.
연구진은 이 플랫폼의 치료 가능성을 입증하기 위해 암 특이적 수용체를 도입하고 RASA2 유전자를 후성유전학적으로 침묵시킨 CAR-T 세포를 개발했습니다. 이 이중 편집 T세포는 기존 CAR-T 세포가 피로에 지쳐 기능을 잃은 후에도 종양 살해 능력을 유지했으며, 실험실 및 생쥐 모델에서의 시험에서도 뛰어난 항암 효과와 생존율 개선을 보여주었습니다. 이는 특히 면역 억제가 심한 고형암에서의 내성 극복에 중요한 진전을 시사합니다.
편집자 노트¶
이번 연구는 면역항암제 개발 분야에 있어 매우 중요한 진전을 보여줍니다. 기존의 유전자 편집 기술은 DNA를 직접 잘라내기 때문에 세포에 돌이킬 수 없는 손상을 입히거나 예측하지 못한 부작용을 일으킬 수 있었습니다. 하지만 이 연구에서 제시된 '후성유전학적 재설계' 기술은 DNA 자체는 건드리지 않고 유전자의 작동 방식만을 정교하게 조절하는 방식입니다. 이는 마치 컴퓨터 소프트웨어 업데이트처럼, 하드웨어(DNA)를 손상시키지 않고 기능을 개선하는 것과 같습니다.
이 기술의 가장 큰 장점은 '안전성'과 '다중 유전자 편집'입니다. 최대 5개의 유전자를 동시에, 그것도 T세포의 생존을 해치지 않으면서 조절할 수 있다는 점은 기존 기술로는 상상하기 어려웠던 수준입니다. T세포가 마치 '기억'하는 것처럼 프로그래밍된 상태를 오랫동안 유지할 수 있다는 점은, 한 번의 치료로 장기간 효과를 기대할 수 있다는 것을 의미하며, 이는 곧 환자들의 치료 부담을 줄여줄 수 있는 잠재력을 가집니다.
특히 고형암 치료에 있어서 이번 기술의 의미는 더욱 큽니다. 고형암은 T세포의 활동을 억제하는 복잡한 환경을 가지고 있는데, 이 기술을 통해 T세포가 이러한 환경을 극복하고 암세포를 더욱 효과적으로 공격하도록 만들 수 있습니다. 앞으로 이러한 기술이 실제 임상에 적용된다면, 기존에 치료가 어려웠던 많은 암 환자들에게 새로운 희망이 될 수 있을 것으로 기대됩니다. 이는 개인 맞춤형 정밀 의학 시대를 더욱 앞당기는 촉매제가 될 것입니다.