T 세포 재프로그래밍 방법을 이용한 암치료용 면역요법 개발

유망한 새로운 종류의 암 치료법은 우리의 혈액 내 세포를 모집하여 종양과 싸우며 강력한 유전자 편집 도구를 사용하여 일반적으로 박테리아 또는 곰팡이 감염을 목표로하는 면역 세포에서 백혈구 (T 세포라고 함) 유형을 변형시킵니다. 살아있는 암 약물.유전자 변경은 면역계를 강화하여 암과 성공적으로 싸울 수 있습니다. 연구자들은 환자로부터 T 세포를 제거하고 새로운 유전자를 세포 내로 밀어 넣습니다. 임상의가 수정 된 T 세포를 환자에게 돌려 보낸 후, 미세한 혈액 사냥개와 같은 세포는 종양 사냥에서 면역계를 이끈다.샌프란시스코 캘리포니아 대학교의 미생물 및 면역학 교수 인 Alexander Marson 은“우리는 암 면역 요법에서 놀라운 순간에 살고 있습니다.2017 년 식품의 약국 (FDA)은 공격적인 비호 지킨 림프종 또는 희귀 한 소아 백혈병 환자와 같은 소그룹의 환자에 대해 유전자 변형 면역 세포 승인을 시작했습니다 . 다발성 골수종 및 흑색 종과 같은 암과 관련된 다른 실험 시험에서  고무적인 결과가 나타납니다.그러나 레드 테이프가 아니라 수요로 인해 병목 현상이 발생하면서 추가 개발 속도가 느려졌습니다. 면역 세포에 새로운 유전자를 삽입 할 수있는 전달 시스템이 부족합니다.

주사기에서 주사처럼 세포에 유전자를 주입하는 장애인 바이러스가 현재 표준입니다. 값 비싼 제조 시스템을 갖춘 소수의 생명 공학 회사 만이 바이러스 벡터를 생산할 수 있습니다. 펜실베이니아 대학교 페럴 만 의과 대학의 유전자 치료 프로그램을 지휘하는 제임스 윌슨 (James M. Wilson)이 11 월 뉴욕 타임즈에 발표 한 것처럼 새로운 바이러스에 대한 대기 시간은 몇 년이 걸릴 수있다.Marson과 그의 동료들은 수요일 Nature 저널에 설명 된 것처럼 T 세포를 재 프로그램하는 새로운 빠른 방법을 개발했다. 유전자 패키지를 전달하기 위해 바이러스에 의존하기보다는 연구자들은 T 세포를 전기로 충격을 받았다. 충격은 세포를 둘러싸고있는 막을 이완시켜 새로운 유전 물질을 받아들입니다.

연구에서와 같이 편집 된 유전자 사슬이 근처에 떠 다니면 DNA는 막을 통해 통근했다. CRISPR-Cas9 (잘라 내기 및 붙여 넣기에 자주 사용되는 분자 시스템)의 도움으로 새로운 DNA가 세포핵에 융합되었습니다. 연구자들은 충격이 작용하는 이유를 완전히 이해하지 못한다고 말했다.이 연구에 참여하지 않은 옥스포드 대학의 인간 면역학 부서 책임자 인 빈첸조 세 룬돌로 (Vincenzo Cerundolo) 는“이것은 전환점 이다. "현장에서 게임 체인저이며이 기술에 다리가 있다고 확신합니다." 그는 바이러스 제조에 몇 달이 걸리지 않고 저렴한 치료법과 훨씬 빠른 개발 시간 (일주일 정도)을 예측합니다.

연구자들은 이전에 전기 천공 법 (electroporation)이라 불리는 전달 기술을 사용하여 유전 물질을 세포로 동축시켰다. 예를 들어 작년에 하버드 대학교 과학자들은 질주하는 말 의 영화 를 DNA로 번역했습니다 . 전기 천공 법을 통해 그들은 클립 (애니메이션 GIF)을 박테리아에 삽입했습니다.새로운 연구에서, Marson 실험실의 박사 과정 학생 인 Theodore Roth는 새로운 유전자를 T 세포로 옮길 수있는 최선의 방법을 찾기 위해 수천 번의 실험을 빠르게 연속적으로 수행했습니다.공여자 세포 및 표적화 된 유전자에 따라 방법의 효율이 다양 하였다. 가장 성공적인 그룹 인 건강한 지원자의 세포에서 새로운 유전자는 35 ~ 40 %의 세포와 통합되었습니다.Roth는 electroporation은 또한 연구자들이 유전자의 특정 부위에 유전자를 삽입 할 수있게 해주 었다고 지적했다. 바이러스의 b에 의해 전달 된 유전자는 다소 임의의 위치에 존재한다고 그는 말했다.

연구 저자는 두 가지 시나리오에서이 방법을 테스트했습니다. 먼저, 그들은 T 세포에서 단일 돌연변이를 고정시키기 위해 CRISPR-Cas9를 사용했다.가족의 세 자녀는 드문자가 면역 질환을 앓고있어 면역계를 유지하는 조절 T 세포의 정상적인 기능을 방해합니다. 연구진은 영향을받은 형제 자매로부터 성숙한 면역 세포를 가져 갔다. 접시에서 과학자들은 조심스럽게 해로운 돌연변이를 제거했습니다. 그들은 수억 개의 수리 된 세포를 자랐습니다. 전체 과정은 약 1-2 주가 걸렸습니다.샌프란시스코의 Parker Cancer Immunotherapy 연구소의 부사장 인 Fred Ramsdell 은“하나의 유전자를 고정함으로써 본질적으로 손상된 세포를 고칠 수있다”고 말했다 . 연구의 팀원이 아닌 Ramsdell은 T 세포를 신속하게 개조하는 능력을매우 중요합니다 .”유사한자가 면역 질환에 대한 기존 치료법 인 골수 이식은 환자가 평생 면역 억제제를 복용해야합니다. 이 때문에 예일대 학교의 내분비 학자이자 면역학 자인 케반 헤롤드 (Kevan Herold )의 공동 저자 인이 가족은 다른 옵션을 찾고 싶어했다. Herold와 그의 동료들은 수리 된 T 세포로 가족을 치료하기 위해 FDA의 승인을 구하고있다.Herold는“규제 기관과 논의해야 할 것입니다. "우리 모두는 여기에 잠재적 인 함정을 알고 있습니다." 연구원들은“필수적인 첫 번째 질문 :이 세포들이 사람들에게 안전하게 다시 넣어 질 수 있는가?”에 대답해야합니다.시험 관내에서 완성 된 두 번째 시나리오에서, 연구원들은 T 세포를 흑색 종 세포에서 집으로 재 작업했다. 전기 천공 법은 다량의 유전 물질이 세포로 들어가는 게이트를 열었습니다. 저자는 이전의 비 바이러스 성 삽입물이 DNA 코드를 구성하는 문자 인 최대 수십 개의 염기로 이루어진 짧은 부분으로 제한되어 있다고 말했다. 새로운 기술은 수백 개의 기지를 삽입했습니다.이러한 긴 사슬은 과학자들이 본질적으로 T 세포의 특정 부분을 장으로 개조 할 수있게 해주었다.

T 세포는 감염성 침입자를 식별하는 필러와 같은 작은 돌출 수용체를 가지고 있습니다. 흑색 종과 같은 암은 탐지기를 피할 수 있습니다. 연구 저자는 T- 세포 수용체를 흑색 종 세포를 감지하는 필러로 대체했다. 동시에, 과학자들은 T 세포의 원래 침입 방지 기능을 그대로 유지했습니다.로스 교수는“살해 능력, 염증성 단백질 생산 능력, 우리는이 모든 것을 이용하여 우리가 원하는 [목표]에 정확히 맞출 수있다”고 말했다.Ramsdell은“이 기술은 커뮤니티로서 우리가 T 세포를 활성화시키는 매우 독창적이고 잠재적으로 독특한 방법에 대해 생각할 수있는 능력을 실제로 열어줍니다.Herold는 치료법이 저렴하지 않다는 점을 제외하고 비용을 논의하기에는 너무 이르다고 말했다. 유전자 치료의 현재 비용은 드문 질환의 경우 100 만 달러에이를 수 있습니다 . 더 일반적인 질병의 치료는 비용이 많이 들며 6 자리 숫자로 청구서가 발행됩니다.마찬가지로 Ramsdell은 타임 라인을 예측하는 것이 어려울 것이라고 말했다.“우리는 앞으로 1 년에서 3 년 안에 이러한 종류의 기술이 인간 임상 실험에 도입되기 시작할 것입니다.

-요약-

암세포를 제거하는 면역 반응에서는 T 세포의 반응이 중요한데 CTL이 활성화되면 항원 인식 분자인 MHC class I형을 통하여 암세포를 파괴할 수 있기 때문이다. 암세포는 인체내 면역 반응을 억제하는 물질을 스스로 분비하거나 암세포에 대한 항체생성에 필수적인 항원을 나타내지 않기 때문에 적절한 항원-항체 면역반응을 일으키지 못한다.

인체는 암세포에 대한 cytotoxic T cell (CTL)를 활성화하지 못하여 효과적으로 암세포를 제거하지 못한다. 따라서 암을 치료하기 위한 면역요법으로 암세포를 특이적으로 파괴하는 T 세포의 활성을 인위적으로 조절할 수 있는 치료용 cancer vaccine의 개발이 이루어 지고 있다. 암백신은 암세포가 지니는 암 특이 항원을 암환자에게 투여하여 면역시스템을 활성화시킴으로써 생체 내 면역기능을 강화하여 암세포를 제거하는 면역 치료법이다. 최근 암 치료의 획기적인 전환점이 될 새로운 면역요법이 개발되었다.

미국 University of Pennsylvania's School of Medicine의 James Wilson 박사 연구진은 암 치료제로써 균류 감염이나 박테리아성 감염을 표적화하는 T 세포를 reprogramming하는 방법을 개발하여 Nature 최신호에 발표했다. 암을 표적화하기 위해 현재는 disabled viruses를 사용하는데 이 바이러스는 T세포 속으로 새로운 유전 물질을 이동시키는데 사용되다. 그런데 여러 단점이 있다.새로 개발된 방법은 전기로 T세포에 충격을 주어서 세포 주위 막을 완화해 새로운 유전적 재료가 보다 쉽고 빠르게 이식될 수 있다. 이 방법은 다발성 경화증, 흑색 종 같은 암 치료에 사용될 수 있을 것이며 추후 사람들을 대상으로 임상에 들어갈 예정이다.