[기사]BRIC 한빛사 인터뷰_박광열

2025년 7월 10일

Engineered Cell-Derived Nanovesicles with CAR and PH20 for Enhanced Targeted Photodynamic Cancer Therapy and Tumor Microenvironment Modulation

Adv. Funct. Mater., Volume35, Issue25 June 19, 2025 2418138 | https://doi.org/10.1002/adfm.202418138

Engineered Cell-Derived Nanovesicles with CAR and PH20 for Enhanced Targeted Photodynamic Cancer Therapy and Tumor Microenvironment Modulation

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

최근 고형암 치료를 위하여, CAR-T 등 면역세포치료제가 주목받고 있습니다. 그러나, 살아있는 면역세포를 이용한 치료는 고형암의 면역억제적 미세환경 (TME, tumor microenvironment)에 의해 쉽게 제어되며, 그 적용이 제한되고 있습니다. 이를 해결하기 위한 방법들이 연구되고 있으나, 저희는 살아있는 세포가 아닌 세포 유래의 나노베지클 (CNVs, cell-derived nanovesicles)을 이용한 약물전달시스템을 이용하여 이런 제한을 극복하고자 하였습니다.

CNVs는 공여세포를 세포 압출 (extrusion)하여, 생체 유래 세포막을 얻어내는 기술입니다. CNVs는 자연적으로 얻을 수 있는 나노베지클인 exosome에 비해 그 수율이 100배 이상 높고, 엔지니어링을 통한 안정적인 단백질 발현이 가능합니다. 저희는 엔지니어링 기술을 통하여, 공여세포인 HEK에 유방암, 자궁암, 식도암 등 다양한 암종을 표적할 수 있는 anti-HER2 CAR와 세포외 기질 중 하나인 하이알루론산 (hyaluronic acid)-분해효소인 PH20을 표면에 발현하여, 고형암 특이적이고, 고형암 내부로 더 잘 침투할 수 있는 CNVs 플랫폼을 고안하였습니다.

해당 플랫폼은 광역학제재 (photosensitizer)뿐만 아니라, 세포막의 양친매성 (amphipathic)을 이용하여 다양한 약재들을 탑재 가능합니다. 이러한 플랫폼의 확장성은 높은 수율과 맞물려, 실제 상용화된 제품을 생산할 때 큰 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 사료됩니다.

본 연구를 통해 개발된 생체적합적 고형암 전달 플랫폼은 고형암을 치료하는데 효과적이나, 특이적 전달이 어려운 여러 약재들과 함께 전달가능한 새로운 생체적합적 전달체로 현재 사용되고 있는 합성전달체를 대체할 수 있는 유망한 기술이라고 생각합니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

현재 고려대학교 융합생명공학과 부교수이신 박희호 교수님 연구실에서는 다양한 나노입자를 이용한 약물 및 유전자 전달 연구를 진행하고 있습니다. 나노전달체는 그 특성에 따라 전달할 수 있는 물질의 종류와 전달 효율이 변할 수 있습니다. 이러한 기술들은 다양한 분야의 결합과 해당 분야에 대한 깊은 지식을 요하기 때문에, 저희 연구실에서는 전문지식을 바탕으로 단백질 나노입자, 다공성 나노입자, 엔지니어링된 CNVs등 다양한 전달체들을 이용한 전달시스템 연구를 진행하고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

연구를 수행하던 학위과정 동안 열심히 격려해주시고, 열정적으로 지도해주신 박희호 교수님, 공동연구를 진행하면서 연구미팅 때마다 열정적인 피드백을 주신 박우람 교수님, 언제나 따뜻한 어조로 용기를 복돋아주신 손보람 교수님, 공동연구를 수행하며 늘 빠른 속도로 진행해주신 오현지 선생님, 그리고 같이 나아가며 묵묵히 도와준 졸업생들과 현재 연구실 구성원들, 이희라 선생님께 다시한번 감사의 인사전하고 싶습니다. 저는 이제 막 박사에 입학하여 이런 분에 넘치는 기회를 얻게 된 것에 정말 감사하게 생각하고 있습니다. 저는 이번 기회를 통하여, 연구를 하는 즐거움에 대해 알게되었고, 본 연구를 기반으로 엔지니어링된 CNVs를 임상적용 가능한 약물 또는 유전자 전달 플랫폼으로서 좀 더 활용하는 연구를 진행하고자 합니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

저의 주된 분야는 사실 면역세포치료제인 CAR-대식세포를 이용한 연구입니다. 처음 교수님께서 연구를 제안하셨을 때는 살아있는 세포가 아닌 CNVs 플랫폼을 이용한 고형암 치료연구가 저에게는 매력적으로 다가오진 않았지만, 연구를 진행하며 여러 논문들을 읽고 다양한 경험들을 하며, 여러 연구분야에서 쌓은 경험과 지식이 다른 연구에도 영향을 미칠 수 있음을 깨달았습니다. 결국은 석사과정 동안 진행한 면역세포치료제보다 이게 먼저 눈에 보이는 결과로 나오게 되니 더 동기부여도 되고, 다른 연구를 진행할 힘도 얻는 것 같습니다. 시작단계에서는 최대한 여러 연구분야에서 경험을 쌓으며 경험과 지식을 얻는게 안목을 넓히는데 도움이 되는 것 같다고 말씀드리고 싶습니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

저는 CNVs를 이용하여 mRNA, 플라스미드 DNA 등을 전달할 수 있는 생체내 유전자 프로그래밍 (in vivo programming) 플랫폼을 구축하고 이를 실제 적용 가능한 제품화 단계까지 기술을 끌어올리는 것을 목표로 하고 있습니다. 해당 플랫폼은 대량생산 가능한 “off-the-shelf” 구조로 현재 개인 맞춤형 면역세포치료제 시장에 큰 효과를 불러올 수 있을 것이라 생각합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

마지막으로, 물심양면으로 지원해주신 박희호 교수님, 박우람 교수님, 손보람 교수님을 비롯한 여러 저자분들께 진심으로 감사드립니다.