식물바이러스에 의해 유발된 면역반응이 암세포를 효과적으로 파괴한다

검은눈콩에 흔히 감염되는 바이러스가 암에 대한 저렴하면서도 강력한 면역요법으로 엄청난 잠재력을 보여주고 있으며, 과학자들은 그 이유를 밝혔습니다.

캘리포니아 대학 샌디에이고 캠퍼스의 화학 및 나노공학 전문가들이 이끄는 팀은 Cell Biomaterials에 게재된 연구에서, 다른 식물 바이러스와 달리 CPMV(소두모자이크바이러스)가 암세포를 인식하고 파괴하기 위해 면역 체계를 활성화하는 데 유일하게 효과적인 이유를 자세히 살펴보았습니다.

이 연구의 제목은 "항암 면역 치료제 개발을 위한 식물 바이러스의 비교 분석"이며, Cells Biomaterials 저널에 게재되었습니다.

CPMV의 항종양 효과

전임상 연구에서 CPMV는 다양한 마우스 모델과 암에 걸린 개에서 강력한 항종양 활성을 보였습니다. 종양에 직접 투여하면 CPMV는 호중구, 대식세포, 자연살해세포와 같은 선천 면역 세포를 종양 미세환경으로 끌어들여 종양 세포를 파괴합니다.

이는 B세포와 T세포를 활성화시켜 전신적이고 장기적인 면역 기억을 생성합니다. 이러한 면역 체계의 "재부팅"은 표적 종양을 파괴하는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 신체가 다른 부위의 전이를 찾아 제거하도록 준비시킵니다.

"다른 식물 바이러스가 아니라 CPMV가 항암 반응을 유발한다는 점이 놀랍습니다." UC 샌디에이고의 제이콥스 공과대학과 화학 및 나노공학과의 레오 및 트루드 실라드 교수이자 이 연구의 주저자인 니콜 슈타인메츠의 말입니다.

"이 연구는 CPMV가 왜 그렇게 효과적으로 작용하는지에 대한 통찰력을 제공합니다."라고 Steinmetz 연구실의 대학원생이자 제1저자인 Anthony Omole이 덧붙여 말했습니다.

"가장 흥미로운 점은 CPMV가 인간의 면역 세포를 감염시키지 않더라도 여전히 면역 세포가 CPMV에 반응하여 활성 상태로 재프로그램되고, 궁극적으로 암 세포를 식별하고 파괴하도록 훈련된다는 것입니다."

CPMV의 비밀은 무엇일까?

CPMV를 인간의 암 치료에 적용하는 데 있어 핵심 질문은 이 식물 바이러스가 암과 싸우는 데 왜 그렇게 효과적인가입니다.

이를 알아보기 위해, 오몰레, 슈타인메츠와 미국 국립암연구소(NCI) 국립 나노기술 특성화 연구실의 동료들은 CPMV를 콩팥 엽록소 결핍 모자이크 바이러스(CCMV)와 비교했습니다. 콩팥 엽록소 결핍 모자이크 바이러스는 종양에 주입해도 항종양 활동이 없는 밀접한 관련이 있는 식물 바이러스입니다.

두 바이러스 모두 비슷한 크기의 입자를 가지고 있으며, 인간 면역 세포에 같은 속도로 흡수됩니다. 그러나 세포 내에서의 반응은 다릅니다.

CPMV는 어떻게 다르게 작동합니까?

• CPMV는 항암 특성이 잘 알려진 단백질인 인터페론 I, II, III형을 자극합니다.

  오몰 박사는 "최초의 암 면역 치료제가 재조합 인터페론이었기 때문에 이는 특히 흥미롭습니다."라고 말했습니다.

• 반면, CCMV는 효과적인 종양 사멸로 이어지지 않는 염증성 인터루킨을 활성화합니다.

바이러스는 포유류 세포 내부에서도 다르게 처리됩니다.

• CPMV RNA는 더 오랫동안 지속되어 엔돌리소좀으로 들어가 항바이러스 및 항종양 면역 반응을 유발하는 핵심 요소인 톨유사수용체 7(TLR7)을 활성화합니다.
• CCMV RNA는 이 활성화 지점에 도달하지 않으므로 필요한 면역 메커니즘을 작동시키지 않습니다.

생산에서의 이점

CPMV의 또 다른 장점은 저비용 면역 치료제가 될 수 있다는 것입니다. 복잡하고 값비싼 생산 방식을 필요로 하는 많은 기존 약물과 달리, CPMV는 분자 농업을 이용하여 배양할 수 있습니다.

오몰레는 "햇빛, 흙, 물만 있으면 식물에서 재배할 수 있다"고 말했다.

다음 단계: 임상 시험

해당 팀은 CPMV를 임상 시험에 적용하기 위해 노력하고 있습니다.

"이 연구는 CPMV의 작용 기전에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다. 우리는 현재 항종양 효과와 안전성을 모두 제공하는 가장 효과적인 후보 물질을 선정하기 위한 다음 단계를 적극적으로 준비하고 있습니다."라고 Steinmetz는 말했습니다.

"지금이 바로 그때입니다. 우리는 실험실 연구에서 임상 시험으로 넘어갈 준비가 되었습니다."