공학적 생체재료를 이용한 면역 세포 및 조직의 표적화된 조절

Nature Reviews Bioengineering 1권, 107~124페이지(2023)이 기사 인용

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면역체계를 조절하는 치료법은 감염성 질환, 암, 자가면역을 포함한 광범위한 질환을 치료할 수 있는 가능성을 제공합니다. 생체재료는 말초 또는 림프 조직에서 면역 세포 하위 집합의 특정 표적화를 촉진하고 자극의 복용량, 시기 및 위치를 조절함으로써 백신 및 면역 요법의 안전성과 효능을 향상시킬 수 있습니다. 여기에서는 림프 조직, 순환 백혈구, 조직 상주 면역 세포 및 질병 부위의 면역 세포의 표적화에 초점을 맞춘 생체 재료 기반 전략의 최근 발전을 검토합니다. 이러한 접근법은 다양한 질병에 대한 면역력이나 내성을 촉진함으로써 면역요법의 효능과 효능을 향상시킬 수 있습니다.

면역요법에서는 독성을 피하면서 효과적인 면역조절을 보장하기 위해 올바른 표적 세포, 조직 및 치료 기간을 선택하는 것이 필수적입니다.

림프절의 면역 세포에 대한 생체물질 매개 표적화는 면역력이나 내성을 촉진하여 백신의 효능과 효능을 향상시킵니다.

순환하는 이동성 면역 세포는 치료제를 조직으로 운반하는 살아있는 보호자 역할을 하도록 표적화될 수 있습니다.

나노물질과 치료 저장소의 전신 투여 또는 종양 내 주사는 종양의 면역 세포를 선택적으로 축적하고 표적으로 삼을 수 있습니다.

생체재료의 복잡성을 줄이는 것은 임상적 번역을 촉진하는 데 필수적입니다.

면역 체계를 조절하는 것은 현대 의학의 중추적인 치료 전략입니다. 상위 10개 약물(2021년 판매 기준) 중 7개가 면역체계에 작용했으며, 특히 코로나19용 메신저 RNA(mRNA) 기반 백신이 포함되었습니다(참고 1). 백신 개발에서 확립된 역할 외에도 면역조절은 자가면역, 암, 염증성 질환, 섬유성 질환, 감염성 질환 등 다양한 질환에 대한 치료 가능성을 가지고 있습니다. 그러나 면역조절은 양날의 검이며, 암 면역치료 분야에서 가장 명확하게 입증된 바와 같이, 상당한 항종양 면역을 유도함에도 불구하고 많은 면역치료 약물의 전신 투여로 인해 종양 부위에서 먼 곳에서 면역 관련 부작용이 발생했습니다2. 따라서 원치 않는 표적 외 자극을 피하면서 시공간 제어를 통해 특정 세포 및 조직에 정확한 용량의 면역조절 약물을 전달하는 것은 안전하고 효과적인 면역 반응을 보장하는 데 필수적입니다.

면역 세포의 표적화는 단일클론 항체, 가공된 결합 단백질 또는 면역 세포 표면 수용체에 대한 재조합 천연 리간드를 사용하는 전통적인 단백질 공학 전략을 사용하여 달성할 수 있습니다. 이러한 접근법은 임상 개발의 다양한 단계에 있으며, 단일 및 다중 특이적 항체가 가장 발전되어 있습니다3,4,5,6,7. 그러나 특정 질병과 관련된 림프구를 실제로 정의하는 유일한 세포 표면 단백질은 항원 수용체이므로 질병 특이적 면역 세포의 표적화를 어렵게 만듭니다. 또한, 단순히 항체 도메인을 면역조절 약물에 연결하는 것만으로는 효과적인 표적화를 달성하는 데 항상 충분하지 않습니다. 왜냐하면 치료 페이로드가 이러한 융합체의 생체분포를 지배할 수 있기 때문입니다8. 공학적 생체재료는 특정 조직 부위에 면역치료제를 집중시키고, 방출 동역학을 제어하고, 세포내 국소화를 제어함으로써 표적 세포에 대한 단순한 결합 이상의 추가 기능을 도입할 수 있습니다.

면역 체계는 잘 정의된 지역 조절 센터(림프 기관), 중요한 조직 상주 세포 집단(특히 점막 표면과 같은 장벽 조직) 및 혈액과 조직을 통해 지속적으로 재순환하는 이동성 세포 집단으로 구성되어 있습니다. 치료 표적 (그림 1a). 여기에서 우리는 면역 체계의 생체 내 표적 조절을 위한 생체 재료 기반 치료 전략의 최근 발전을 검토합니다. 우리는 바이러스나 박테리아와 같은 병원체를 직접 표적으로 삼지 않고 면역 세포와 림프 기관을 표적으로 하는 접근 방식에 중점을 두고 이 분야의 발전에 대한 전망과 과제에 대해 논의합니다.