백신의 효능을 높이는 바이오 구조물

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-02-09

숙주 면역 세포들을 프로그램화하기 위해 생체 내에서 물질을 이식하는 것은 면역 반응을 조절하기 위해 세포 배양을 통해 증식된 면역 세포들을 이식하기 위한 대처 방법이 될 수 있지만 그렇게 하기 위해서는 수술적인 과정이 필요하다. 미국 하바드 대학 (Harvard University)의 데비드 무니 (David J Mooney) 교수 연구팀은 높은 측면 비율 MSRs (mesoporous silica rods)를 주사하여 생체 내에서 조립되어 메크로포러스 (macroporous) 구조를 통해 숙주 면역 세포를 위한 3D 세포 미세환경을 형성시키는데 성공했다. 생쥐에서 상당한 숫자의 수지상 세포들이 비계 간상체(rods) 사이의 기공 (pores)으로 호출되었다. 수지상 세포의 호출과 림프 절로의 귀환은 비계로 부터 염증 신호들과 보조제의 지속적인 분비에 의해 조절될 수 있었다. 또한 MSR을 기반으로 한 백신 배합을 주사하며 전신에 걸친 TH1 과 TH2, 혈청 항체와 세포독성 T 세포 수준이 향상되었다. 이러한 발견은 주사 가능한 MSRs가 다기능적 백신 프랫폼으로 작용하여 숙주 면역 기능을 조절하고 적응 면역 반응들을 자극할 수 있다는 것을 제안하고 있다. 최근 면역 치료법의 임상적인 성공은 잠재성을 보여주었지만 지속되는 치료적 성공을 거두기 위한 강력한 면역 반응들을 형성하기에는 대부분의 경우 어려움이 있다. 바이오물질들은 백신과 다른 면역 치료제들의 효능을 향상시키는데 유용하다. 다공성 물질의 디자인과 제조는 세포와 조직 엔지니어링과 재생 의학을 포함하는 다양한 응용을 위한 새로운 물질를 개발하기 위해 집중적으로 조사되어 왔다. 최근에 숙주 세포군의 생체 내 조절은 생화학적이고 기계적인 단서의 시공간적인 조절을 갖고 있는 3차원적인 바이오물질들을 이용하여 성취될 수 있다. 그러나 3D 바이오물질들은 시험관에서 일반적으로 제조되기 때문에 생체에서 수술적인 과정이 요구되고 미리 형성된 구조들은 숙주 세포들이 구조들을 형성하는 능력을 제한하고 있다. 높은 측면 비율의 MSRs(mesoporous silica rods)의 사용은 자연적으로 조립되는 3D 비계에 의해 생체 내에서 숙주 면역 세포들이 호출되고 조절되는 접근법을 제안하고 있다. 높은 기공의 부피와 넓은 표면 면적으로 인해 메소포러스 실리카(mesoporous silica)는 약물의 분비를 조절하기 위해 집중적으로 조사되었다. 일반적으로 합성 무정형 실리카는 좋은 바이오 호환성을 갖고 있어 임상적 응용을 위한 다목적의 플랫폼으로 개발되어 왔다. 본 논문에서 연구팀은 MSRs 를 기반으로 한 주사용 기공형성 비계를 소개하고 생체 내에서 숙주 면역 세포들을 조절하는 응용과 적응 면역 반응들을 자극하기 위한 백신 플랫폼으로서의 잠재성을 보여주고 있다. (그림 설명) 성숙을 위한 숙주 세포들의 호출과 생체 내에서 MSRs의 자연적인 조립의 모식도를 보여주고 있음. MSRs를 PBS에 확산시켜 생쥐의 피하조직에 주사하면 포켓이 형성된다. 포켓에서 PBS가 방산된 후 생체 내에서 MSRs는 자연적으로 조립되어 3차 구조적인 입자들을 형성하여 숙주 세포들이 호출되고 MSRs 에 적재된 약물들에 의해 활성화된다. 활성화된 세포들은 구조로 부터 이동하여 다른 면역 세포들과 상호작용을 한다. MSRs.jpg http://www.nature.com/nbt/journal/v33/n1/full/nbt.3071.html