CAR-T 치료, 고령 관련 질병에 대한 가능성 보여줘

키메라 항원 수용체(CAR) T 세포는 최근 몇 년 동안 혈액암 치료에 변화를 가져왔다. 그리고 살아있는 약물이 자가 면역 질환과 같은 다른 질병에 사용될 수 있다는 긍정적인 징후가 있었다.

현재 슬론 케터링 기념 암센터(MSK)와 콜드스프링 하버 연구소가 주도한 실험실 연구에서는 이러한 조작된 면역 세포가 노화와 관련된 일부 질병, 특히 노화 세포(연령이나 혹은 손상으로 인해 분할을 멈추는 세포)를 치료할 가능성이 있음을 시사한다.

‘Nature Aging’에 발표한 연구 결과에 따르면, 노화 세포를 표적으로 삼도록 설계된 CAR T 세포 주입은 늙은 쥐와 고지방식으로 인해 조기 노화된 쥐의 대사 기능을 향상시킬 수 있었을 뿐만 아니라 젊고 건강한 쥐에게 단일 용량을 투여한 결과 나중에 대사 저하를 예방하는 데도 도움이 되었다.

'CAR T 세포 치료'라는 말을 들으면 '암'을 생각하게 된다. MSK와 같은 곳에서 이 치료법이 개척되었다는 것은 일리가 있다. 그러나 우리가 배우고 있는 것은 질병을 표적으로 삼는 면역 세포 공학적 접근 방식이 훨씬 더 광범위한 가능성을 가지고 있다.

CAR T 치료로 생쥐의 대사 기능 향상

이 연구에서 어린 쥐에게 두 달 동안 고지방식을 먹였는데, 이로 인해 비만이 발생하고 대사 스트레스가 발생했다. 실험용 CAR T 세포를 주입한 후, 쥐는 고지방식을 계속했음에도 불구하고 체중이 감소하고, 공복 혈당 수치가 향상되었으며, 포도당 및 인슐린 내성이 개선되었다. 또한 대조군의 쥐에 비해 췌장과 간, 지방 조직의 노화 세포도 적었다. 자연적인 노화로 인해 대사 기능이 저하된 나이든 쥐에서도 비슷한 결과가 나타났다.

치료를 받은 나이든 쥐는 운동할 때 지치는 데 더 오랜 시간이 걸렸다. 그리고 이 접근 방식은 심각한 부작용을 일으키지 않는 것으로 나타났다. 과학자들은 이 접근법이 생쥐의 건강수명 즉 건강을 유지하고 질병이 없는 기간을 개선하는 것 외에도 생쥐의 수명을 연장할 수 있는지 확인하기 위해 추가 연구가 필요하다고 지적한다.

과학자들은 생물학적 수준에서 노화에 관한 새로운 사실을 계속해서 배우고 있다. 시간이 걸리겠지만 업계 파트너와 협력하면 실험실 결과를 임상 시험으로 옮길 수 있을 것이다.

만성 폐쇄성 폐질환(COPD)과 비 알코올성 지방간염(NASH), 골관절염, 대사 증후군, 특정 신경퇴행성 질환 등 노화 및 만성 염증과 관련된 질병이 잠재적으로 도움이 될 수 있는 여러 가지 질병이 있다.

CAR T 세포로 노화 세포 표적으로 삼기

노화 세포는 보호와 정지 모드에 들어간 손상된 세포로, 여기서 분열을 멈추고 면역 체계에 '도와줘' 신호를 적극적으로 보낸다. 이는 상처 치유 및 암에서 발생하는 세포 분열의 폭주 방지와 같은 맥락에서 단기적인 이점을 가질 수 있지만, 나이가 들수록 노화 세포가 축적되면서 만성 염증을 유발할 수도 있다.

2020년 MSK의 연구원들은 다른 유형의 세포에는 거의 없는 노화 세포 표면의 분자를 확인했다. 이를 통해 그들은 유로키나제 플라스미노겐 활성자 수용체(uPAR)라고 불리는 특정 분자를 인식하고 공격할 수 있는 CAR T 세포를 설계할 수 있었다. 연구팀은 ‘Nature’에 발표한 연구 결과에 따라 암과 간 섬유증을 포함한 노화 관련 질병의 여러 가지 다른 마우스 모델에서 이 접근법을 성공적으로 시험을 했다.

새로운 연구는 더 나아가 노인성(노화 표적화) 세포 치료법이 노화와 관련된 증상을 개선할 수 있음을 입증했다. uPAR 표적화 CAR T 세포는 노화 세포를 제거하기 위해 현재 연구되고 있는 보다 전통적인 소 분자 약물에 대한 대안을 제공한다고 한 전문가가 지적한다.

현재 소분자 약물의 문제점 중 하나는 많은 약물이 노화와 관련된 잘 이해된 작용 메커니즘을 갖고 있지 않다는 것이다. 그리고 그 중 다수는 상당한 독성을 지닌 용도 변경된 항암제이다. 또한 그러한 약물은 반복적으로 투여되어야 한다.

그러나 T 세포는 기억력을 발달시키고 신체에 매우 오랜 기간 동안 지속되는 능력이 있는데, 이는 화학 약물과는 매우 다르다. CAR T 세포를 사용하면 이 한 가지 치료를 받을 수 있는 잠재력이 있으며 그게 전부이다. 만성 병리학의 경우 이는 큰 이점이다. 하루에 여러 번 치료가 필요한 환자와 주입을 받은 후 몇 년 동안 치료를 받는 것을 생각해 보라. 또한, 세포 치료법을 사용하면 부작용을 완화하는 동시에 세포 표면의 여러 분자를 표적으로 삼아 건강한 세포를 공격할 가능성을 줄이는 안전 기능을 설계할 수 있다.

암에 대해 CAR T 세포를 사용하는 것과 다른 과제

이러한 실험을 통해 연구팀은 uPAR 양성 세포가 나이가 들수록 증가하고 노화와 관련된 조직 기능 장애에 크게 기여한다는 사실을 확인할 수 있었다. uPAR 표적화 CAR T 세포는 생쥐에서 큰 부작용 없이 노화 세포를 효과적으로 제거할 수 있다. 그리고 이 치료법을 투여하면 정상적인 노화와 식이 관련 대사 질환 모두에서 신진대사 건강이 개선된다는 사실이 밝혀졌다.

생쥐는 일반적으로 약 2년을 살며, 연구에 따르면 uPAR을 표적으로 하는 CAR T 세포는 생쥐가 젊었을 때부터 노년기로 성장함에 따라 15개월 이상 지속되고 확장되었다.

어떤 면에서 CAR T 세포를 사용하여 연령 관련 질병을 치료하는 것은 암에 이러한 치료법을 사용하는 것과는 뚜렷한 어려움을 나타낸다. 몇몇 암세포만이 치료에서 살아남는다면 종양이 재발할 수 있도록 계속 분열할 수 있다. 노화 세포는 분열하지 않기 때문에 전부는 아니지만 대부분을 제거해도 상당한 건강상의 이점을 얻을 수 있다.

그럼에도 불구하고 암보다 덜 치명적인 질병에 대한 치료법을 개발하는 데는 높은 안전성 기준이 있다.

이와 같이 독성이 덜하고 비용이 적게 드는 세포 치료법을 설계하기 위한 새로운 전략을 계속 개발하고 있다. 이러한 노력은 의심할 여지없이 앞으로 CAR T 세포 치료법으로 치료할 수 있는 질병의 목록을 확장할 것이다.