혈액속 NK세포 고효율 자동화 분리기술개발…선천 면역 치료제 상용화 기대

대구경북과학기술원(DGIST총장 국양)은 김민석 뉴바이올로지학과 교수팀이 씨티셀즈와 공동연구로 자연살해(NK)세포를 고수율 및 고순도로 분리할 수 있는 시스템을 개발했다고 20일 밝혔다. 향후 우수 면역세포 치료제 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

김민석 DGIST 뉴바이올로지학과 교수(오른쪽)와 양소혜 석박사통합과정생
김민석 DGIST 뉴바이올로지학과 교수(오른쪽)와 양소혜 석박사통합과정생

NK세포는 암세포와 병원체에 대한 첫 번째 방어선이자 선천 면역 시스템의 중요한 구성요소다. 치료 효능을 높이기 위해 이를 온전히 분리하는 것이 매우 중요하다.

최근 NK세포를 면역세포 치료제로 활용하기 위한 여러 임상시험이 이뤄지고 있지만 스트레스에 민감하고 혈액 속에 상대적으로 경미한 비율로 존재하는 NK세포를 기존 방식으로 분리할 경우 획득률이 낮거나, T세포(세포성 면역을 담당하는 림프구의 일종) 오염으로 인한 '이식편대숙주병(GvHD)'과 같은 부작용이 발생한다. 또 분리 과정에서 가중된 NK세포의 스트레스로 세포기능 장애 발생 또는 사멸 등 문제가 있다.

'CCM-NKD'는 완전 자동화된 NK세포 분리 시스템이다. 기존 방식 대비 높은 순도와 수율을 제공하며 낮은 스트레스로 높은 항산화 능력을 가진 세포를 분리할 수 있다. CCM-NKD 모식도.
'CCM-NKD'는 완전 자동화된 NK세포 분리 시스템이다. 기존 방식 대비 높은 순도와 수율을 제공하며 낮은 스트레스로 높은 항산화 능력을 가진 세포를 분리할 수 있다. CCM-NKD 모식도.

연구팀은 이를 해결하기 위해 '연속원심미세유체(CCM) 기술 기반 NK디스크 자동화시스템(CCM-NKD)'을 개발했다. 연구팀이 개발한 기술은 초박막 유체층을 분리할 수 있는 CCM기술을 이용해 NK세포층만을 분리한다. 기존 수동방식 대비 더 높은 회수율과 순도를 가질 수 있었다. 또 기존 방식보다 원심력이 훨씬 낮아져 세포 스트레스가 감소하고 항산화 능력이 향상됨을 확인했다.

김민석 교수는 “이번에 개발한 기술은 혈액 내에 경미하게 존재하는 NK세포를 최대한 보존해 효율적으로 채취하는 기술이다. 향후 NK세포 외에도 다른 면역세포를 온전하게 분리할 수 있는 플랫폼으로 확장, 다양한 세포치료제 개발을 위한 핵심 요소 기술이 될 것”이라고 밝혔다.

한국연구재단의 바이오의료기술개발사업, 기초연구실지원사업, 중견연구자지원사업과 한국보건산업진흥원의 보건의료기술연구개발사업 과제를 통해 수행된 이번 연구결과는 최근 분석화학분야 저명 저널 '애널리티컬 케미스트리(Analytical chemistry)'에 표지 논문으로 게재됐다.

대구=정재훈 기자 jhoon@etnews.com