맞춤 설계된 면역 시스템

면역 시스템의 설계와 의학적 응용

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우리의 면역 시스템은 유해 인자에 대해 놀랍도록 정교한 다층적 방어 체계를 구성하고 있습니다. 그러나 많은 경우 면역 시스템이 특정 질병을 효과적으로 퇴치하지 못하거나, 면역 시스템 자체의 활동이 건강 문제를 유발하기도 합니다. 이러한 경우 환자는 면역 시스템이 실패한 부분을 대체하기 위해 약물 및 기타 의학적 치료에 의존해야 합니다. 최근 생명의학의 발전으로 면역 시스템을 자연 상태보다 더 우수하도록 설계하는 것이 가능해졌습니다.

반란을 일으킨 면역 시스템

건강한 사람의 경우 조절 T 세포(T_Regs)가 면역 시스템을 조절하여 자가 항원을 관용하도록 합니다. 이 시스템이 작동하지 않으면 자가면역 질환이 발생하고, 면역 시스템이 신체의 건강한 조직을 공격하여 염증과 세포 사멸을 유발합니다. 자가면역 질환의 치료는 일반적으로 어떤 형태로든 면역 억제를 포함하며, 이로 인해 환자는 유해 감염에 더 취약해집니다. 그러나 세포 공학을 이용하여 이제는 전신적으로 면역을 억제하지 않고도 유해한 자가면역 반응을 특이적으로 하향 조절하는 항원 특이적 T_Regs를 제작할 수 있게 되었습니다². Kim 등은 마우스 모델을 사용하여 환자 유래의 클론성 트랜스진을 발현하도록 설계된 조작 T_Regs의 효과를 입증했으며, 이 세포는 생체 외에서 증식시켜 특정 자가면역 반응을 하향 조절하는 데 사용할 수 있습니다³.

원격 제어가 가능한 세포

키메릭 항원 수용체(CAR)는 T 세포가 암 세포와 같이 특정 항원을 발현하는 세포를 인식하고 공격하도록 조작하는 데 사용할 수 있는 재조합 유전자입니다. 치료학적으로 이 접근법은 유망해 보였으나, CAR-T 세포의 높은 활성으로 인한 심각한 독성 문제로 어려움을 겪어왔습니다. Wendell Lim의 연구팀은 소분자 추가에 의해 활성화되는 분할 CAR를 설계하여 이 문제를 해결했으며, 본질적으로 면역 반응을 원격 제어할 수 있게 만들었습니다¹. 이러한 약리학적 조절을 통해 조작 T 세포의 활성을 정확하게 적정할 수 있으므로 독성 및 기타 부작용을 감소시킬 수 있습니다.

유전성 암 백신

종양 특이적 면역 반응의 자연 유도는 주로 수지상 세포(DC)가 종양 관련 항원을 제시하여 T 세포를 활성화시켜 암을 공격하는 것에 기인합니다. 이러한 후천성 면역 반응은 질병 관련 항원의 DC 매개 제시를 시작하는 백신 사용을 통해 자극할 수 있습니다. 제시되는 항원의 특이성을 높이기 위해 Moulin 등은 DC 관련 프로모터를 확인했으며, 이 요소를 사용하여 선택된 백신 유전자를 수지상 세포 내에서 특이적으로 발현시켰습니다⁴. 이 기술은 특정 면역 반응 유도를 위해 DC가 백신 항원을 직접 발현하도록 하며, 백신 안전성도 개선할 것으로 기대됩니다.

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참고 문헌

1. Wu CY, Roybal KT, Puchner EM, Onuffer J, Lim WA. (2015) Remote control of therapeutic T cells through a small molecule-gated chimeric receptor. Science. pii: aab4077.
2. Bluestone JA. (2005) Regulatory T-cell therapy: is it ready for the clinic? Nature Reviews Immunology. 5:343-9.
3. Kim YC, Zhang AH, Su Y, Rieder SA, Rossi RJ, Ettinger RA, Pratt KP, Shevach EM, Scott DW. (2015) Engineered antigen-specific human regulatory T cells: immunosuppression of FVIII-specific T- and B-cell responses. Blood. 125:1107-15.
4. Moulin V, Morgan ME, Eleveld-Trancikova D, Haanen JB, Wielders E, Looman MW, Janssen RA, Figdor CG, Jansen BJ, Adema GJ. (2012) Targeting dendritic cells with antigen via dendritic cell-associated promoters. Cancer Gene Therapy. 19:303-11