나노기술 및 정책 정보

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교모세포종(Glioblastoma, GBM)은 제일 일상적이고 치명적이며 치료하기 어려운 성인 뇌종양 중의 일종에 속함. 외과 수술을 통해 종양을 제거한 후 방사선 치료와 티모졸아민(Temozolomide) 약물 치료를 실행하는 방안은 현재 사용되고 있는 치료 방안에 속함. 동 방안은 환자의 전체적인 생존 비율을 높이고 있고, 교모세포종 환자의 현재 중위(中位) 생존기는 18개월 밖에 되지 않으며 평균 5년의 생존 비율은 5% 이하 수준임.

중국 산둥(山東, 산동) 대학교 약대 장신이(姜新義, 강신의) 교수 연구팀은 주사가 가능한 바이오닉스 나노 면역 조절제인 나노-하이드로젤 약물 로딩 시스템(Nano-hydrogel drug loading system)을 개발하고, IDH1 돌연 변이 형태의 악성 교모세포종에 대한 수술 후의 면역 치료에 응용하는데 성공함.

연구팀이 개발한 나노-하이드로젤 약물 로딩 시스템은 T 세포의 활성과 대뇌 내에서의 모집을 증가시키는 동시에 아미노산 대사를 조절하여 Treg 세포의 억제 역할을 없애고 ‘열 종양’ 살상 방식의 면역 마이크로 환경 재구축을 통해 수술 후의 교질(膠質) 종양 재발을 차단할 수 있는 것으로 나타남.

장신이(姜新義, 강신의) 교수 연구팀은 자체 조립 올리고 펩타이드(oligopeptide) 하이드로젤과 바이오닉스 나노 면역 조절제를 개발한 기초 상에서, 원 위치에서 종양 면역 마이크로 환경을 재구축할 수 있는 나노 면역 조절제인 하이드로젤 슈퍼 구조 약물 전달 시스템을 개발함.

본 약물 전달 시스템은 우수한 바이오 호환성, 주사 가능성, 체류성과 약물 저장 기능 때문에 무 봉합으로 현행의 임상 수술 치료 방안을 연결할 수 있으며, 여러 가지 루트 레벨 복합을 통해 종양 살상이 가능한 면역 마이크로 환경을 재구축하여 수술 후의 GBM 재발을 억제할 수 있는 것으로 나타남.

연구팀은 임상부터 출발하여 뇌종양 임상 치료에서 직면한 문제 해결을 목표로, 빅 데이터를 이용하여 대뇌 종양 유전자 베이스 데이터 잠재적인 단서를 발굴, 입증 이론 가설을 제시하고, 분자 수준, 세포 수준과 동물 조직 수준에서 바이오닉스 나노 면역 조절제인 하이드로젤 슈퍼 구조를 보유한 약물 전달 시스템이 면역원성(免疫原性) 사망을 유도한다는 점을 입증함. T 림프 세포에 대한 활성화와 모집을 실현하고, 침묵 IDO 1 제거를 통해 Treg 세포 면역 ‘브레이크’ 기능과 효율을 발휘시켰음.

이번 연구를 통해 ‘열 종양’ 면역 마이크로 환경이 GBM 수술 후의 재발을 억제하는 면역학과 분자 생물학 조정 제어 메커니즘을 제시함으로써 IDH1 돌연변이 형태의 GBM 환자들에 대한 수술 후의 면역 치료를 위해 유력한 이론 근거와 실험 참고 근거를 제시하였으며, 기타 ‘냉 종양’ 수술 후의 면역 치료를 위해 중요한 시사점을 제공함.

연구팀은 기존의 연구개발 성과를 기반으로 중국 특허 및 PCT 특허를 신청한 상황이며, 개발한 나노-하이드로젤 약물 로딩 시스템은 임상 치료에 응용되어 악성 종양에 대한 수술 후의 치료를 위해 새로운 치료 방법과 수단을 제공하고 있음.

본 연구 성과는 Nature Nanotechnology ("Immunostimulant hydrogel for the inhibition of malignant glioma relapse post-resection")에 게재됨.