다카라바이오 주식회사는 게이오대학 의학부 첨단의과학연구소 암면역 연구부문 가타야 유키 교수와의 공동 연구를 통해, 키메라 항원 수용체(CAR)-T 세포의 항종양 효과를 향상시키고 부작용은 경감할 수 있는 키메라 사이토카인(Chimeric cytokine) 수용체를 개발하였습니다. 또한, 본 기술을 임상에 응용할 수 있도록 키메라 사이토카인 수용체와 CAR를 효율적으로 동시에 발현시킬 수 있는 렌티바이러스 벡터(Lentiviral vector)를 개발하였고, 마우스를 이용한 실험에서 매우 강한 항종양 효과를 확인할 수 있었습니다.

키메라 항원 수용체(CAR)는 암세포 등에 발현하는 항원을 특이적으로 인식하여 T세포 수용체(TCR)의 신호를 전달할 수 있도록 인공적으로 제작된 수용체로, CAR가 도입된 T세포(CAR-T 세포)는 항원을 특이적으로 인식하여 세포독성 활성을 나타냅니다. CAR의 이러한 성질을 이용한 CAR-T 세포 요법은 효과적인 암 면역 요법 중에 하나로 최근에 많은 주목을 받고 있으며, 이미 여러 종류의 CAR-T 세포 치료제가 승인되었습니다. 하지만, CAR-T 세포 요법은 재발률이 높은 것이 문제로 지적되고 있으며, 또한 고형 종양에 대한 임상 효과는 한정적이라고 알려져 있습니다. 따라서, 체내에서 장기간 기능을 발휘할 수 있는 보다 치료 효과가 높은 CAR-T 세포의 개발이 필요했습니다.

가타야 유키 교수 그룹은 CAR-T 세포의 체내 생존성을 향상시키고, 또한 부작용을 경감할 수 있는 키메라 사이토카인 수용체 개발에 성공하였습니다. 당사에서는 이 기술을 임상에 응용하기 위해 당사에서 개발한 안전성을 높인 렌티바이러스 벡터(Lentiviral vector, pLVpro™)를 이용하여 CAR와 키메라 사이토카인 수용체를 동시에 효율적으로 발현할 수 있는 올인원 (all-in-one) 벡터를 개발하였습니다. 고형 종양 마우스 모델을 이용한 시험에서, 이번에 개발한 올인원 벡터를 이용하여 유전자를 도입한 CAR-T 세포는 기존의 CAR-T 세포와 비교하여 생체 생존율이 높았으며, 종양을 완전히 제거할 수 있었습니다. 본 기술은 CAR의 표적이 되는 항원의 종류에 관계없이 다양하게 적용할 수 있는 기술이며, CAR-T 세포요법의 효능과 안전성을 높일 것으로 기대하고 있습니다.

본 연구 성과는 제27회 일본암 면역학회 총회(2023년 7월 19-21일(미에현 종합 문화 센터), 연제 번호 O5-1, O5-2) 및 제29회 일본 유전자·세포치료 학회 학술대회 (2023년 9월 11-13일, 오사카 국제 회의장)에서 발표할 예정입니다.

당사는 렌티바이러스 벡터를 포함한 세포·유전자 치료용 바이러스 벡터 및 세포 제제의 GMP/GCTP 제조 수탁을 진행하고 있습니다. 향후 본 기술의 개발을 더욱 향상시켜 재생·세포의료·유전자 치료제의 실용화를 지원해 나갈 것입니다.

[그림] 키메라 사이토카인 수용체를 이용한 고기능 CAR-T 세포 치료