"솔직히 작동할 것이라고는 예상하지 못했다."

MIT의 생물학 조교수 이인 에린 첸(Yiyin Erin Chen)이다. Chen과 스탠포드의 일부 동료들은 털복숭이 작은 머리에 박테리아 면봉을 문지르는 것만으로 공격적인 형태의 피부암을 제거했다.

면봉에는 포도상 구균 표피라고 하는 유전자 조작된 형태의 박테리아가 포함되어 있었다. 인간의 피부에서 흔히 발견되는 표피 포도상 구균은 면역 반응을 유발하지 않고 자신의 일에 신경을 쓰는 무해한 승객이다.

그러나 그것이 종양 항원을 운반하도록 조작되었을 때 포도상 구균 표피는 공격적인 면역 반응을 촉발시켰다. 쥐의 피부암 종양을 제거할 수 있을 만큼 강력했다. 변형된 박테리아는 T 세포라고 하는 특수 면역 세포를 마샬링하여 본질적으로 흑색종 백신처럼 기능하여 죽이기 위해 들어온다.

"다른 모든 유형의 종양 백신 연구에는 방사선, 화학 요법 또는 수술이 포함되지만 우리는 이 쥐들에게 거의 아무것도 하지 않았다."라고 Chen은 말했다.

"T 세포가 우리를 위해 일했다."

T(세포) 지점: Chen과 스탠포드 생명공학과 부교수인 마이클 피쉬바흐(Michael Fischbach)는 피부암과 싸우기 시작하지 않았다. 대신 연구원들은 다른 면역 미스터리를 조사하고 있었다. 왜 우리 몸은 친근한 표피 포도상 구균과 싸우기 위해 T 세포를 만드는 데 시간과 에너지를 소비할까?

T 세포는 면역 체계의 특수 부대와 같다. 항원이라고 하는 침입자의 특정 서명을 공격하도록 훈련된 T 세포는 골수 기반에서 시작하여 목표를 공격한다.

이상하게도 포도상 구균 표피는 신체가 특히 강력한 CD8 T 세포를 생성하도록 한다. 연구자들은 면역 체계의 "주요 전투 탱크"에 비유한 CD8 T 세포는 항원 표적을 표시하는 세포를 공격하고 파괴할 수 있는 수많은 분자 무기를 가지고 있다.

그러나 포도상 구균 표피의 존재에 의해 생성된 CD8 T 세포는 아무 일도 하지 않는 것 같다. 전체 기갑 사단이 빈둥거리며 앉아 있는 것과 같다.

T 세포 대 종양: 팀은 게으른 포도상 구균 표피를 표적으로 삼는 T 세포를 작동시키는 방법을 알아냈다. 탱크에는 새로운 표적이 필요했다.

사이언스에 발표된 연구에서 팀은 포도상 구균 표피를 조작하여 다른 유형의 항원을 생성했다. 오발부민(ovalbumin)이라고 불리는 이 항원은 공격적인 흑색종을 포함하여 많은 생쥐 종양 라인에 통합되었다.

그런 다음 팀은 살아 있는 조작된 포도상 구균 표피(죽은 버전), 친근한 야생형 박테리아 또는 박테리아가 전혀 없는 생쥐로 생쥐를 닦았다. 6일 후, 생쥐에게 오브알부민을 발현하는 흑색종 세포를 주입했다.

야생형에 감염되었거나 박테리아를 죽인(또는 박테리아가 전혀 없는) 쥐는 빠르게 피부 종양이 발생했다. 살아 있는 조작된 포도상 구균 표피를 받은 쥐는 종양 성장이 느려지거나 전혀 성장하지 않는 것을 보았다. 박테리아에 의해 촉발된 CD8 T 세포는 몸 전체에 퍼졌고 이제 암에 걸린 적을 사냥했다.

“특히 우리가 박테리아를 적용한 곳에서 멀리 떨어진 곳에서 종양이 사라지는 것을 보는 것은 충격적이었다.”라고 Fischbach는 말했다. "그 일이 일어나고 있다고 믿기까지 시간이 좀 걸렸다."

조작된 박테리아가 이미 발병한 암에 대한 치료제로 작용할 수 있는지 확인하기 위해 팀은 조작된 박테리아로 생쥐를 면봉하기 2주 전에 암세포를 생쥐에 주입했다.

암이 폐에 도달했을 때에도 포도상 구균 표피에 의해 촉발된 CD8 T 세포는 종양을 축소하거나 제거하여 생쥐의 생존 시간을 향상시킬 수 있었다. 박테리아를 T 세포 활동을 과 충전시키는 일종의 면역 요법과 결합시켰을 때, 30일 후 쥐에게 암세포를 다시 주입했을 때 16개의 확립된 종양 중 15개를 제거하고 종양 성장을 예방하는 등 훨씬 더 효과적이었다.

"이것은 백신 후에 일어나는 것과 유사한 기억 면역 반응의 증거로 보인다."라고 Fischbach는 말했다.

아직 여기에는 없다. 물론 여기에는 중요한 경고가 있다. 새로운 치료법은 지금까지 쥐에서만 테스트되었다. 그러나 연구원들은 희망을 가질 만한 이유가 있다. 이전 연구에 따르면 포도상 구균 표피는 쥐뿐만 아니라 영장류에서도 CD8 T 세포를 생성하며 인간이 가장 좋아하는 집이다.

"인간의 피부는 포도상구균 표피의 자연스러운 고향이다."라고 Fischbach는 말했다. "인간의 경우, 이 벌레는 보다 효율적으로 식민지화하여 잠재적으로 종양 특이적 T 세포의 공급을 지속적으로 갱신하게 될 것이다."

치료법이 효과가 있는 것으로 판명되면 연구자들은 수많은 암과 질병에 대한 면역 반응을 활용하기 위해 조작된 식민 박테리아를 사용하는 것을 구상하고 있다.

Fischbach는 "만약 우리가 특정 암이나 잠재적인 감염성 질병에 대해 이러한 면역 주의를 조금이라도 유도할 수 있다면 우리는 피부에 간단히 적용할 수 있는 매우 효과적이고 저렴한 치료법을 갖게 될 것"이라고 말했다.