암의 성장을 돕는 등 암과 관련된 특정 마이크로바이옴이 표지하는 항원을 표적으로 하는 항암백신

암세포에 신생항원(neoantigen)*이 적게 존재하여 항암백신과 치료제 개발이 어려운 난치성 암에 대한 치료 가능성을 제고* 신생항원 : 유전자 돌연변이 등 암세포에서 일어나는 종양 특이적 변화에 의해 새롭게 출현한 항원

향후 5년 : 암 관련 마이크로바이옴과 마이크로바이옴 항원에 대한 데이터를 축적/구축하고 암 종류에 따른 세부화 진행

향후 10년 : 마이크로바이옴 항원을 발현하는 지질 나노입자 기반의 mRNA 백신을 개발하고, 항암치료 효과를 검증

1) 암 관련 마이크로바이옴 분석기술

- 암의 발병에 직접적인 원인이 되는 마이크로바이옴 분류, 유전자 분석기술

- 암의 직접적 발병 외, 암 성장과 치료 예후 등에 관련된 마이크로바이옴 종 구분 또는 유전자(microbial DNA & RNA) 분석기술

- 암세포 내부(Intracellular)에 존재하는 마이크로바이옴 분석기술

- 개인 또는 암 종류에 따른 마이크로바이옴 정보 분류 및 데이터 분석

2) 암 관련 마이크로바이옴 항원(antigen) 분석기술

- 암 관련 마이크로바이옴의 표적 항원 분석(proteomics)

- MHC I 또는 II과의 결합 예측, 주요 항원으로 작용이 가능한 epitope 예측/분석기술

- 암 종류에 따른 마이크로바이옴 항원 정보 분류 및 대표 epitope 분석, 데이터 구축

3) LNP 기반 mRNA 백신 기술

- 암 관련 마이크로바이옴 항원 펩타이드 발현 mRNA 기술

- mRNA 전달, 백신 최적 지질나노입자 기술

- 생체 내 mRNA 백신 효과 검증 기술(T세포 면역 반응 등)

암 관련 마이크로바이옴과 마이크로바이옴 항원 표적의 항암백신 기술은 항암백신 개발에 새로운 방향성/전략을 제시

미생물과 종양 사이의 연관성은 오래전부터 알려져 왔으며, 종양 내 마이크로바이옴의 존재가 보고(Sepich-Poore, Science, 2021) 다양한 종류의 인간 종양 내 마이크로바이옴과 그 특성이 분석됨(Straussman, Science, 2020) - 종양 내 대부분의 박테리아들은 세포 내에 존재함이 규명 - 암 종류에 따라 마이크로바이옴의 density나 종류가 다른 것으로 분석 종양 내 마이크로바이옴을 표적으로 하는 나노 항생제의 항암치료 효과 보고(Huang, Nature Biotechnology, 2023) - 항생제 투여와 암 환자 생존율 간의 연관성이 규명 - 항생제 전달 나노입자 투여 시 동물모델에서 항암치료 효과가 나타남 - 항생제에 의한 종양 내 마이크로바이옴 사멸, 마이크로바이옴 항원이 신생항원으로 작용하여 T세포 면역을 비롯한 면역 항암치료 효과를 유도하는 것으로 밝혀짐 Yersinia pestis를 표적으로 하는 지질나노입자 기반 mRNA 백신 연구 (Peer, Science Advance, 2023) - 박테리아를 표적으로 한 mRNA 백신을 개발하고 Plague 감염 예방을 시도 - 박테리아의 경우 바이러스와 달리 숙주세포 내에서 필요한 단백질을 생산하지 않으며, 박테리아 유래 항원 사용에 대한 우려가 존재

갑상선암, 유방암과 마이크로바이옴의 연관성이 보고(An, Journal of Clinical Medicine, 2022; An, Cancers, 2023) 한국인 유방암 환자 재발과 조직 내 마이크로바이옴의 연관성이 보고(Kim, Journal of Microbiology and Biotechnology, 2021)

마이크로바이옴 항원을 표적으로 하는 신규 전략을 개발함으로써 항암치료 백신 시장을 선점하고 경제·산업적 효과를 기대

신규 항암치료 백신 개발을 통해 고령화에 따른 암 발병의 증가뿐만 아니라 low mutational burden 종양과 같은 난치암에 대응하여 사회적 문제를 해결

암 관련 마이크로바이옴 DNA, RNA 분석기술, 마이크로바이옴 항원, Epitope 분석기술, 항원 발현 mRNA 플랫폼, mRNA 전달, 백신 최적 지질나노입자 등의 기술 개발 필요

마이크로바이옴&표지&암|미생물&표지&암|mRNA&항암|항암백신|항암&백신|바이오마커&암