"3D 바이오프린팅으로 면역세포 강화해 암 치료"

기계연-생명연 공동 연구팀, 세계 최초 개발

국내 연구진이 3D 바이오프린팅으로 면역세포의 기능을 향상해 암을 치료할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다.

3D바이오프린팅으로 NK세포의 기능을 강화할 수 있는 하이드로젤을 제작하고 있다. 사진출처=한국기계연구원 제공

한국기계연구원과 한국생명공학연구원은 공동 연구를 통해 암 치료를 위한 새로운 면역 요법으로 NK세포 치료제를 이용한 3D 바이오프린팅 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 바이오 학술지 '바이오소재 연구(Biomaterials Research·IF: 11.3)'에 지난달 22일 실렸다. NK세포(Natural Killer Cell)는 바이러스 및 암세포에 대응하는 백혈구로, 인체에 해악한 세포를 골라 죽인다. 외부에서 침입한 적이 아닌, 내부에서 감염된 비정상 세포를 제거한다.

연구팀은 암 치료에 사용되는 3D 바이오프린팅 기술을 이용, NK세포를 머금은 하이드로젤을 프린팅했다. NK세포는 단독으로 체내에 주입되면 떠다니는데, 이 과정에서 많은 양이 암세포까지 도달하지 못하고 유실된다. 3D 프린팅된 하이드로젤이 NK세포를 머금도록 함으로써 NK세포의 유실을 방지해 많은 양을 암세포까지 도달할 수 있도록 돕는다. 이 하이드로젤에는 구멍이 생성돼, 일정 시간이 지나면 활성도가 유지된 NK세포가 흘러나와 암세포를 제거하는 세포 면역 기능을 수행할 수 있도록 한다.

기존 정맥주사를 이용해 NK세포를 주입하는 방식은 고형암(혈관 및 결합성 조직으로 일정한 경도와 형태를 지니는 악성종양을 총칭)의 임상시험에서 결과가 좋지 않았다. 이는 NK세포가 적정 수준의 생존력을 유지하지 못하고, 종양 부위까지 찾아가지 못하기 때문이다.

이번에 개발된 기술을 활용하면 NK세포를 하이드로젤 안에 주입한 채로 프린팅하고 3차원 환경에서 배양해 NK세포의 생존력과 활성도를 향상해 암 조직에 대응할 수 있다. 박수아 기계연 책임연구원은 "암 치료에 사용되는 NK세포의 기능을 크게 향상할 수 있는 기술"이라며 "새 기술을 통해 암 환자 치료에 크게 도움을 줄 것으로 기대한다"고 말했다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr