특허 개요
본 특허는 종양 내부 세포에 핵산을 전달해 T세포 면역반응을 유도하는 세포막 발현형 항-CD3 scFv mRNA 탑재 지질나노입자(LNP) 기반 암 치료 기술입니다. 항-CD3 scFv에 GPI-고정 도메인 또는 막관통 도메인을 결합한 M-aCD3 scFv를 종양 관련 대식세포(TAM)와 종양세포의 표면에 발현시키며, TAM에서는 공동자극 분자와 함께 종양 침투 림프구(TIL)의 다클론성 증식을 유도하고 종양세포에서는 활성화된 T세포의 관여와 세포독성을 유도합니다. LNP는 PEG 지질, 이온화성 지질, 인지질 및 콜레스테롤을 포함할 수 있으며, 핵산은 DNA 또는 RNA, 바람직하게는 mRNA로 탑재됩니다.
- 핵심 기능
M-aCD3 scFv 핵산을 탑재한 LNP를 종양 내에 직접 투여하면 TAM 및 종양세포에 핵산이 전달되고, 세포막에 항-CD3 scFv가 발현됩니다. M-aCD3 scFv와 공동자극 분자를 발현한 TAM은 TIL, 특히 CD8+ T세포의 다클론성 증식을 유도하며, M-aCD3 scFv 발현 종양세포는 증식한 T세포의 결합 및 세포독성 반응을 유도합니다.
- 차별 강점
기존 TIL 치료는 면역세포를 체외에서 분리·대량 증식해야 하며, BiTE는 종양 내 T세포 침투가 적은 경우 효과가 제한될 수 있습니다. 본 기술은 종양 미세환경 내 TAM과 종양세포를 LNP로 현장 조작해 T세포 증식과 암세포 관여를 연계함으로써, 특정 종양항원 표적화에 의존하는 접근의 한계를 보완합니다.
- 활용 범위
기술·연구 측면에서는 고형암 면역치료, 종양 내 유전자치료, T세포 기반 면역항암제 및 종양 미세환경 조절 연구에 활용 가능하며, 흑색종·결장암 등 다양한 고형암 모델로의 적용을 검토할 수 있습니다. 사업 측면에서는 종양 내 투여형 핵산의약품, LNP 기반 면역항암 파이프라인, 병용 면역치료 및 개인맞춤형 종양 치료 전략으로 확장할 수 있습니다.
연구 개발 단계
B16F10 흑색종 및 MC38 결장암 마우스 모델에서 종양 내 투여 후 TAM·종양세포 조작, TIL 면역조절, 종양 성장 지연 및 생존 연장을 확인했습니다. 사람 유래 종양·면역세포에서의 재현성, 반복투여 안전성 및 전신 면역독성은 아직 확인이 필요합니다.
- 동물모델: B16F10 흑색종 및 MC38 결장암 마우스 모델
- 투여 조건: M-aCD3-LNP 10μg 종양 내 주입, 2일 간격 총 3회 투여
- 비교군: M-EGFP-LNP, PBS 및 PEG 지질 0.5몰%·1.5몰%·4.5몰% LNP
- 세포시험: M2 BMDM과 마우스 비장 T세포 3일 공배양
현재 성과
M-aCD3-LNP 투여 종양에서 CD8+ T세포 수와 CD69+CD8+ T세포 빈도가 증가하고 Foxp3+ Treg는 감소했습니다. B16F10 흑색종 및 MC38 결장암 마우스 모델에서 체중 변화 없이 종양 성장을 지연시키고 생존을 연장하는 항종양 효과가 확인됐습니다.
B16F10 마우스 종양 모델에서 종양 내 주입 후 LNP로 형질감염된 세포 가운데 종양세포와 TAM이 약 80～90%를 차지했습니다. M-aCD3-LNP 조작 TAM에서는 M-aCD3 scFv와 CD86 공동자극 분자 발현이 확인됐고, M-aCD3 scFv 및 CD86 발현 증가는 약 48시간 동안 관찰됐습니다.
체외 TIL 증식이나 종양항원 특이적 이중특이적 T세포 인게이저와 달리, M-aCD3 scFv 핵산을 전달해 TAM과 종양세포의 세포막을 종양 내에서 직접 조작합니다. TAM은 공동자극 신호와 함께 T세포 다클론성 증식을 유도하고, M-aCD3 scFv 발현 종양세포는 다클론성 CD8+ T세포 매개 세포독성을 유도하는 역할 분담 구조가 차별점입니다.
상용화까지 남은 부분
사람 유래 종양 및 면역세포 환경에서의 전달, 세포막 발현 및 항종양 효능 재현성 검증
최적 투여량·투여 간격·반복투여 조건과 종양 유형별 LNP 조성의 최적화
반복투여에 따른 전신 독성, 면역독성 및 비표적 조직 영향 평가
GMP 제조 공정, 품질관리 기준 및 비임상·임상 개발 데이터 확보
기술 이전 형태·도입 과정
도입은 이렇게 진행됩니다.
검토 미팅
귀사 상황·데이터 구조 기준으로 적합성을 논의합니다. 자료 검토만으로 끝나도 됩니다.
PoC 공동 검증
연구팀 동행 하에 귀사 데이터 기준 재학습·성능을 확인합니다.
라이센싱 계약
PoC 결과를 기반으로 희망 형태(실시권·공동연구 등)를 협의합니다.
기술지도·후속
도입 초기 기술지도, 필요 시 후속 공동연구·정부과제 연계까지 진행합니다.
특허 정보
세포막 발현형 항-CD3 항체를 암호화하는 핵산이 탑재된 지질나노입자 및 이를 포함하는 암 치료용 조성물
10-2024-0012486 (2024.01.26)
1020250117537 (2025.08.05)
미등록 (심사 중)
박지호 (한국과학기술원), 윤준용 (한국과학기술원), 정문경 (한국과학기술원)
한국과학기술원