면역관문억제제(immune checkpoint inhibitors, ICIs)에 의한 암 면역치료는 면역계가 암세포를 공격하도록 자극함으로써 항종양 반응에 작용한다. 그러나 이 강력한 치료는 높은 치료 비용과 제한된 효능으로 인해 저해된다. 본 연구에서는 N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid 및 항체 결합 단백질(Protein A)로 구성된 항체-접합 나노젤(ANGel)의 개발이 두 가지 ICI 단클론항체(mAbs)(세포독성 T-림프구 관련 항원 4 및 programmed death ligand-1 mAbs)의 효능을 증강시킨다는 점을 보여준다. 단클론항체(mAb) 단독 치료와 비교할 때, mAbs와 표면 접합된 이특이성(bispecific) ANGel로 치료하는 경우, 시험관 내에서 Michigan Cancer Foundation-7(MCF-7) 및 M D Anderson-Metastatic Breast-231(MDA-MB-231) 유방암 세포의 생존이 현저히 감소할 뿐 아니라, 생체 내에서 4T1-luciferase-2 유래 동소(orthotopic) 동계(syngeneic) 종양의 종양 부담도 유의하게 감소시킨다. 또한 이특이성 ANGel은 삼중음성 유방암 동물에서 생존을 연장하는 데 있어 기존의 치료보다 더 강력하다. 다른 공학적 이특이성 항체에 비해 이특이성 ANGel이 갖는 장점은 여러 항체를 빠르고 용이하게 연결할 수 있다는 적응성 때문일 뿐만 아니라, 피하로 전달된 종양 부위에서 항암 효과를 지속적으로 유지할 수 있는 능력에서도 기인한다. 이러한 발견은 암 면역치료에 중요한 함의를 제공하며, 고형암을 치료하기 위한 새로운 패러다임을 연다.

프로트롬보틱(prothrombotic) 표지자의 검출은 혈전색전증을 이해하고 항응고제의 효과를 평가하는 데 중요하다. α-트롬빈(α-Thrombin)은 응고 연쇄 반응(coagulation cascade) 과정에서 핵심적인 역할을 하는 표지자이다. 그러나 이 효소 분자의 검출은 임상 환경에서 효율적인 양식(modality)의 부재로 인해 저해되어 왔다. 이전에 우리는 생체반응성 하이드로겔 나노입자(nanogels)와 광학 현미경을 사용하여 α-트롬빈 1개가 당단백질 Ib (GPIbα)의 α-사슬(two α-chains of glycoprotein Ib, i.e., multivalent protein binding (MPB)) 두 개와 상호작용한다는 것을 보고한 바 있다. 본 연구에서는 GPIbα 매개 플랫폼이 다양한 진단 시스템에서 α-트롬빈을 고감도이면서 정량적으로 검출할 수 있음을 입증하였다. 먼저, α-트롬빈의 MPB가 GPIbα에 대해 반응하도록 하는 생체반응성 나노젤 기반 표면 플라즈몬 공명(nSPR) 분석법을 개발하였다. α-트롬빈 검출을 위한 GPIbα의 활용은 효소면역흡착측정법(ELISA)을 통해 추가로 검증되었는데, ELISA는 단백질 검출의 표준(gold-standard) 기술이다. 또한 병원 진단 기기에서 널리 사용되는 라텍스 응집(latex agglutination, LA) 분석을 수행하기 위해 GPIbα 기능화 라텍스 비드(latex beads)를 개발하였다. 특히 nSPR 및 LA 분석은 기존의 광학 현미경 방법에 비해 α-트롬빈 검출 감도를 거의 1000배 향상시켰다. 본 연구의 GPIbα 매개 플랫폼이 우수한 이유는 단백질-단백질 상호작용을 통한 α-트롬빈 검출의 안정성에 있다. 반면, 기질을 이용해 α-트롬빈의 효소 활성에 의존하는 분석법은 채취 후 빠른 감소라는 문제에 직면한다. 이러한 결과는 특히 외래 환자 환경에서 α-트롬빈의 임상적 검출을 위한 최적의 양식으로서 α-트롬빈의 GPIbα에 대한 MPB가 이상적임을 시사한다.