내부에

Aug 22, 2023

최근 토요일 아침, 커피 그라인더가 내 손에서 떨어져 나갔습니다. 일반적으로 이는 콩 뚜껑을 빠르게 갈는 과정으로, 윙윙거리는 거친 소리가 올바른 음색에 도달할 때까지 기다립니다. 이번에는 뚜껑을 제거하자 기계의 플라스틱 하우징이 부러졌습니다.

그라인더 내부에서 어떻게 작동하는지 볼 수 있었어요. 뚜껑에 있는 손잡이가 (보통 숨겨져 있는) 플라스틱 핀을 찌르면 모터 활성화 스위치가 작동하여 블레이드가 회전하게 됩니다. 다시 작동하게 하려면 모든 것을 이전과 똑같이 맞춰야 했습니다. 핀 정렬을 조정한 다음 조심스럽게 하우징을 제자리에 놓았습니다. 가젯이 복원되었습니다!

나는 최근에 내 책상 위에 올라온 과학 논문 때문에 내가 어리둥절한 이유를 설명하기 위해 이 모든 것을 전달합니다. 스탠포드 의과대학의 암 연구자인 Robbie Majzner, MD, Aidan Tousley와 동료들은 세포의 내부에서 외부로 중요한 부품을 옮겨 CAR-T 세포라고 불리는 암과 싸우는 면역 세포를 재설계했습니다. 그것은 이상한 움직임이다. 마치 커피 그라인더의 내부 조각을 가져다가 뚜껑 바깥쪽에 풀로 붙인 것처럼 이상하다.

그러나 그들의 특이한 전략은 성공했다. 최근 네이처(Nature)에 발표된 새로운 연구에서 설명된 바와 같이, 팀의 내부 혁신은 암세포를 죽이는 세포가 종양에 집중하고 건강한 조직은 그대로 남겨둘 가능성을 높였습니다. 이는 암 면역요법에서 절실히 필요한 발전입니다.

소아과 조교수인 Majzner는 "우리는 이것이 전혀 효과가 있을 것이라고 기대하지 않았습니다."라고 말했습니다. "우리는 표면 수용체를 만들기 위해 세포 표면에 있는 것을 사용해야 한다고 가정했습니다."

CAR-T 세포, 일명 키메라 항원 수용체 T세포는 암과 싸우도록 설계된 면역 세포입니다. 이를 만들기 위해 의사들은 환자의 몸에서 면역 세포를 채취해 실험실에서 수정하고, 종양 세포 외부의 특정 표지를 인식하는 합성 수용체를 표면에 추가합니다. 그런 다음 CAR-T 세포를 환자에게 다시 제공합니다. 조작된 세포는 혈액을 통해 이동하여 암세포를 결합하고 암을 공격하고 파괴합니다.

CAR-T 세포는 B 세포로 알려진 백혈구에서 유래하는 특정 형태의 혈액암을 표적으로 삼는 FDA 승인 암 치료법에 사용됩니다. 이러한 치료법은 효과적이기는 하지만 문제가 있습니다. CAR-T 세포는 건강한 B 세포와 암성 B 세포 모두에서 풍부하게 발견되는 표면 표지를 추적합니다. 이 치료법은 암을 제거하지만 환자의 건강한 B 세포도 죽입니다.

Majzner는 "B세포 없이도 살 수 있다"고 말했습니다. "그래서 효과가 있었던 거야."

그러나 환자의 건강한 간이나 폐 조직을 공격하는 세포를 안전하게 제공할 수 없기 때문에 환자의 장기에 있는 고형 종양을 공격하도록 CAR-T 세포를 설계하는 것은 까다로웠습니다.

생명과학 연구원인 투슬리(Tousley)는 "연구자들은 고형 종양에 효과가 있는 것을 찾기 위해 고군분투해 왔습니다"라고 말하면서 고형 종양의 표지는 건강한 조직과 공유된다는 점을 지적했습니다. "그들에게는 정말 쉽게 추적할 수 있는 뚜렷한 목표가 하나도 없습니다."

가능한 해결책은 두 종류의 세포 표면 표지의 특정 조합에 결합할 때만 공격하는 CAR-T 세포를 만드는 것입니다. 왜냐하면 종양 세포의 표면은 건강한 세포와는 다른 분자 조합을 표면에 운반할 수 있기 때문입니다. 지금까지 과학자들은 CAR-T 세포를 조립하는 데 사용되는 분자 장치를 거의 변경하지 않았으며 신호 조합에 반응하여 켜지는 세포를 생성하는 옵션을 제한했다는 사실로 인해 제한을 받았습니다. 이 문제를 해결하기 위해 Majzner와 Tousley는 CAR-T 세포의 내부 작동 방식을 수정하기 시작했습니다.

세포에는 세포 표면에서 내부로 신호를 전달하는 많은 단백질을 포함하여 움직이는 부분이 많이 있습니다. 이 단백질은 넘어지는 도미노 사슬처럼 작동합니다. 세포 표면의 수용체는 메시지의 시작을 감지한 다음 세포 내부에 작은 분자 변화를 유도하여 메시지를 전달합니다. 이러한 변화는 서로 다른 단백질의 긴 순서를 통해 계단식으로 진행되며, 각 단백질은 라인업의 다음 구성원에 대한 분자 변형을 유발합니다.