임용택 교수 연구팀은 2018년 노벨 생리의학상과 관련된 차세대 항암치료제인 면역관문억제제의 한계를 극복할 수 있는 신규 기술들을 국제저명학술지에 최근 연달아 발표하고 있다. 현재, 항암면역치료제 중 가장 널리 사용하고 있는 면역관문억제제 (Anti-CTLA4, Anti-PD-1, Anti-PD-L1 등)는, 실제 임상에서 환자의 반응율이 매우 낮으며, 대략적으로 5~30%로 머물러 있다. 면역관문억제제의 반응율은 종양 미세환경 (Tumor microenvironment)에 의해 좌우되는데, 항암면역세포 기능을 하는 항원제시세포나 T 세포의 양이 매우 적거나, 다양한 면역억제 인자 (Immunosuppressive factors)들에 의해 치료용 면역세포의 기능이 억제된 콜드튜머 (cold tumor)의 경우에는 그 반응율이 매우 낮은 것으로 알려져 있다. 

임용택 교수 연구팀은 면역관문억제제의 반응율을 향상시키기 위하여, 기존 항암제와 면역활성화 물질이 담지된 나노면역컨버터를 개발하고, 치료용 면역세포의 리쿠르팅을 유도함과 동시에, 면역억제인자들을 제어함으로써, 콜드튜머를 핫튜머(hot tumor)로 전환시킬 수 있었다. 생체 내에 주입이 가능한 디스크와 젤 타입의 나노면역컨버터에 대한 연구결과들이 최근에 국제 저명 학술지에 게재 되었다 (Advanced Materials (IF=25.809). 2019년 9월 6일자 온라인 게재) (ACS nano (IF=13.903). 2019년 10월 7일자 온라인 게재).

임용택 교수는 “면역관문억제제에 대한 반응율을 높이기 위한 핵심기술은 종양미세환경에서, 실제로 암세포를 살상하는 역할을 하는 항원 특이적 T 세포의 분화 및 증식을 유도하는 것과, 종양에 존재하며 T세포의 기능을 저해하는 역할을 하는 면역억제세포 (MDSC, TAM, Treg) 및 면역억제기능 사이토카인 (TGF-beta, IL-10 등)을 조절하는 것입니다. 이번 연구에서는, 면역 반응 조절제인 레지퀴모드 (Resiquimod, R848)를 2가지 나노면역컨버터에 각각 로딩함으로써 방출거동 (sustained release)를 조절하여, 기존 레지퀴모드의 단점인 전신독성을 낮췄다는 장점이 있습니다. 환자의 종양 미세환경에 존재하는 면역억제세포의 기능을 조절하여, 면역관문억제제에 반응하지 않는 종양인 콜드튜머 (cold tumor)를 면역관문억제제에 반응하는 핫튜머 (hot tumor)로 전환시키며, 치료용 면역세포인 수지상세포, 대식세포, T세포의 활성화를 유도할 수 있으며, 면역억제세포인 종양 촉진 대식세포 (M2 macrophage)를 종양 억제 대식세포 (M1 macrophage)로 유도할 수 있습니다. 본 연구에서 개발된 두가지 플랫폼은 1) 종양이 수술로 완전히 제거되지 않는 상황이나 수술이 불가능한 상황에서 암의 재발과 전이를 방지할 수 있는 디스크형태, 2) 동결건조가 가능하고 항암면역치료 분야 뿐만 아니라 감염성 질환을 조절할 수 있도록 나노에멀젼의 형태로 개발하였습니다. 이번에 개발된 두가지 나노면역컨버터 제조에 사용된 원료는, 이미 인체적용에서 안전성이 증명된 생체적합성 소재로서, 임상적용 가능성이 매우 높으며. 특히, 환자마다 다른 종양미세환경에 존재하는 다양한 면역학적 인자들의 분석을 통하여, 면역관문억제제의 치료효율을 높이기 위해 암환자에서 추출한 신생항원 (neo-antigen)을 함께 전달하거나 환자 맞춤형 약물을 선택적으로 로딩할 수 있어 환자 맞춤형 항암백신으로의 효과도 기대할 수 있습니다.” 라고 발표했다.

논문명: Designer scaffold with immune nanoconverters for reverting immunosuppression and enhancing immune checkpoint blockade therapy (Advanced Materials(IF=25.809), September 6, 2019)

저자: Hathaichanok Phuengkham (제1저자, 박사과정), 송찬영 (공저자, 박사후연구원), 임용택 교수 (교신저자)

논문명: Lyophilizable and Multifaceted Toll-Like Receptor 7/8 Agonist-Loaded Nanoemulsion for the Reprogramming of Tumor Microenvironments and Enhanced Cancer Immunotherapy (ACS nano (IF=13.903), October 7, 2019)

저자: 김선영 (제1저자, 박사후연구원, 성균관대), 김소현 (공동 제1저자, 석박사통합과정), 이상남 (공저자, 석박사통합과정), 신일우 (공저자, 석박사통합과정), 신홍식 (공저자, 석박사통합과정), 진승모 (공저자, 석사과정), 임용택 교수 (교신저자)