KR102527906B1 - Use of dendritic cell for evaluating drug efficacy - Google Patents

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KR102527906B1 KR1020220095105A KR20220095105A KR102527906B1 KR 102527906 B1 KR102527906 B1 KR 102527906B1 KR 1020220095105 A KR1020220095105 A KR 1020220095105A KR 20220095105 A KR20220095105 A KR 20220095105A KR 102527906 B1 KR102527906 B1 KR 102527906B1
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Abstract

본 발명은 암 오가노이드, 세포독성 T 세포(Cytotoxic T cell, CD8+ T 세포) 및 수지상 세포(Dendritic cell, DC)의 혼합물에 항암제 또는 항암제 후보물질을 처리하는 단계를 포함하는 항암제의 효능 평가 방법, 또는 항암제 스크리닝 방법에 관한 것이다. 또한, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 포함하는 항암제의 효능 평가 시스템 또는 항암제의 스크리닝 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 혼합물은 특정 비율로 혼합되어 암세포가 생체 내에서 존재하고 있는 형태인 종양 미세 환경을 유사하게 재현할 수 있다. 따라서, 이를 활용하는 경우 약물이 생체 내 투여되었을 때의 효능을 정확하게 예측할 수 있다.The present invention relates to a method for evaluating the efficacy of an anticancer agent comprising treating a mixture of cancer organoids, cytotoxic T cells (Cytotoxic T cells, CD8+ T cells) and dendritic cells (Dendritic cells, DC) with an anticancer agent or candidate anticancer agent; Or it relates to an anti-cancer drug screening method. In addition, it relates to an efficacy evaluation system or an anticancer agent screening system including cancer organoids, CD8+ T cells and DCs.
The mixture of cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs according to the present invention can be mixed in a specific ratio to similarly reproduce a tumor microenvironment in which cancer cells exist in vivo. Therefore, when using this, the efficacy of the drug when administered in vivo can be accurately predicted.

Description

수지상 세포의 약물 효능평가 용도{USE OF DENDRITIC CELL FOR EVALUATING DRUG EFFICACY}Dendritic cell drug efficacy evaluation use {USE OF DENDRITIC CELL FOR EVALUATING DRUG EFFICACY}

본 발명은 암 오가노이드, 세포독성 T 세포(Cytotoxic T cell, CD8+ T 세포) 및 수지상 세포(Dendritic cell, DC)의 혼합물에 항암제 또는 항암제 후보물질을 처리하는 단계를 포함하는 항암제의 효능 평가 방법, 또는 항암제 스크리닝 방법에 관한 것이다. 또한, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 포함하는 항암제의 효능 평가 시스템 또는 항암제의 스크리닝 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating the efficacy of an anticancer agent comprising treating a mixture of cancer organoids, cytotoxic T cells (Cytotoxic T cells, CD8+ T cells) and dendritic cells (Dendritic cells, DC) with an anticancer agent or candidate anticancer agent; Or it relates to an anti-cancer drug screening method. In addition, it relates to an efficacy evaluation system or an anticancer agent screening system including cancer organoids, CD8+ T cells and DCs.

오가노이드는 조직 또는 기관에서 유래한 세포를 3차원 배양하여 제조한 장기 유사체이다. 오가노이드는 장기배양, 동결보존이 가능하고 조작과 관찰이 용이하다는 장점을 가진다. 동시에 불멸화가 필요 없어 그에 따른 세포의 본래 특성이 유지됨은 물론 생체 내에서만 볼 수 있었던 세포 계층적, 조직학적 구조를 재현함으로써 세포보다 한 단계 높은 차원의 생리현상을 연구할 수 있는 실험모델이다. 이러한 특성으로 인해 오가노이드는 세포의 내재적 특성이 변화된 불멸화된 세포주, 인체와 구조가 다른 동물 모델에 비해 높은 정확도로 약물 평가를 할 수 있고, 특히 환자 유래 조직을 이용하므로 사람을 대상으로 한 임상에 앞서 약물의 안전성은 물론 효능까지 미리 확인할 수 있는 장점이 있다. 다만, 기존에 약물 평가 모델로서 개발된 암 오가노이드는 종양 미세 환경을 반영하지 못하는 한계점을 지니고 있었던바, 다양한 종양 미세 환경을 갖춘 오가노이드를 개발하고, 이를 약물 평가 모델로서 사용하기 위한 노력이 수행될 필요가 있다.Organoids are organ analogues prepared by 3-dimensional culture of cells derived from tissues or organs. Organoids have the advantages of long-term culture, cryopreservation, and easy manipulation and observation. At the same time, it is an experimental model that can study physiological phenomena at a higher level than cells by reproducing the cell hierarchical and histological structure that could only be seen in vivo as well as maintaining the original characteristics of the cell as it does not require immortalization. Due to these characteristics, organoids can be used for drug evaluation with high accuracy compared to immortalized cell lines in which the intrinsic characteristics of cells are changed or animal models that have a different structure from the human body. It has the advantage of being able to check the safety as well as efficacy of the drug in advance. However, since cancer organoids previously developed as drug evaluation models have limitations in not reflecting the tumor microenvironment, efforts have been made to develop organoids with various tumor microenvironments and use them as drug evaluation models. need to be

종양 미세 환경은 암세포 주위에 혈관, 면역세포, 섬유아세포(fibroblast), 림프구, 신호전달분자, 세포외 기질(extracellular matrix, ECM) 등이 둘러 싸여 있는 세포환경이다. 종양 미세 환경에서 암세포는 세포외 신호 방출, 암세포 신생혈관 촉진, 말초 면역관용 등을 유도하여 미세환경에 영향을 준다. 따라서 암세포는 미세환경을 변화시키기도 하고 미세환경이 암세포의 성장 또는 전이에 영향을 미치기도 하는데, 특히 림프구 등과 관련된 종양 미세 환경은 암의 발생 및 전이 뿐만 아니라, 암의 면역 시스템 회피와도 관련이 높아 항암제에 의한 치료 반응에 영향을 미치며, 항암 면역 요법의 주요 표적이 된다(Robert L Ferris, J Clin Oncol. 2015 Oct 10;33(29):3293-304).The tumor microenvironment is a cellular environment in which blood vessels, immune cells, fibroblasts, lymphocytes, signal transduction molecules, and extracellular matrix (ECM) surround cancer cells. In the tumor microenvironment, cancer cells affect the microenvironment by inducing extracellular signal release, cancer cell angiogenesis promotion, and peripheral immune tolerance. Therefore, cancer cells change the microenvironment, and the microenvironment affects the growth or metastasis of cancer cells. In particular, the tumor microenvironment related to lymphocytes is highly related not only to cancer development and metastasis, but also to cancer's immune system evasion. It affects the treatment response by anticancer drugs and is a major target for anticancer immunotherapy (Robert L Ferris, J Clin Oncol. 2015 Oct 10;33(29):3293-304).

예를 들어, 종양 미세 환경에 존재하는 항원 제시 세포인 수지상 세포(Dendritic cell, DC)는 종양 성장을 억제할 수 있는 면역 세포인 도움 T 세포(CD4+ T 세포)와 세포독성 T 세포(CD8+ T 세포)를 활성화하여 이들의 기능을 촉진하는바, 항종양 면역에 있어서 중요한 요소로 평가되고 있다. 다만, 수지상 세포는 그 기능이 손상되는 경우 항종양 면역의 활성화 및 유지를 변형시켜 종양의 성장을 진행하기도 하는데, 이러한 기능 장애는 종양 미세 환경에 존재하는 외인성 요인에 의해 수지상 세포의 분화 및 성숙이 적절하게 조절되지 않기 때문이라는 연구 결과가 발표된 바 있다(Filippo Veglia et al. Curr Opin Immunol. 2017 Apr; 45: 43-51 및 Ingo Fricke et al. Immunol Invest. 2006; 35(3-4): 459-83).For example, dendritic cells (DCs), which are antigen-presenting cells present in the tumor microenvironment, helper T cells (CD4+ T cells) and cytotoxic T cells (CD8+ T cells), which are immune cells capable of suppressing tumor growth. ) to promote their function, and is evaluated as an important factor in antitumor immunity. However, when the function of dendritic cells is impaired, the activation and maintenance of anti-tumor immunity are modified to progress the growth of tumors. Such dysfunction is caused by the differentiation and maturation of dendritic cells by exogenous factors present in the tumor microenvironment. Research results have been published that it is not properly controlled (Filippo Veglia et al. Curr Opin Immunol. 2017 Apr; 45: 43-51 and Ingo Fricke et al. Immunol Invest. 2006; 35(3-4): 459-83).

이에, 본 발명자들은 종양 미세 환경을 갖춘 암 오가노이드를 개발하고, 이를 약물 평가의 플랫폼으로 사용하기 위하여, 종양 미세 환경을 구성하는 다양한 세포 중에서도 CD8+ T 세포 및 수지상 세포(DC)와 암 오가노이드를 특정 비율로 공배양하는 시스템을 확립하였다. 또한, 상기 시스템에서는 암 오가노이드가 적절히 성장하고, 약물의 효능이 높게 나타남을 실험적으로 입증하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Therefore, the present inventors developed cancer organoids equipped with a tumor microenvironment and used them as a platform for drug evaluation. A system of co-cultivation at a specific ratio was established. In addition, it was experimentally proven that cancer organoids grew properly and drug efficacy was high in the system, and the present invention was completed.

본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.Each description and embodiment disclosed herein can be applied to each other description and embodiment. That is, all combinations of the various elements disclosed herein fall within the scope of the present invention. In addition, it cannot be seen that the scope of the present invention is limited by the specific descriptions described below.

또한, 본 명세서에서 특별히 정의되지 않은 용어들에 대해서는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는 것으로 이해되어야 할 것이다. 또한, 문맥상 특별히 정의하지 않은 경우라면, 단수는 복수를 포함하며, 복수는 단수를 포함한다.In addition, terms not specifically defined in this specification should be understood to have meanings commonly used in the technical field to which the present invention belongs. In addition, unless otherwise defined in context, singular includes plural, and plural includes singular.

본 발명의 하나의 양태는 하기 단계를 포함하는, 항암제의 효능 평가 방법을 제공한다:One aspect of the present invention provides a method for evaluating the efficacy of an anticancer agent, comprising the following steps:

(a) 암 오가노이드, 세포독성 T 세포(Cytotoxic T cell, CD8+ T 세포) 및 수지상 세포(Dendritic cell, DC)를 혼합하여 공배양하는 단계;(a) co-cultivating a mixture of cancer organoids, cytotoxic T cells (CD8+ T cells) and dendritic cells (DC);

(b) 상기 (a) 단계의 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC 혼합물에 항암제를 처리하는 단계; 및(b) treating the cancer organoid, CD8+ T cell, and DC mixture of step (a) with an anticancer agent; and

(c) 상기 (b) 단계의 항암제가 처리된 군이 항암제 미처리군 또는 양성 대조군에 비해 암 오가노이드의 성장 저해 또는 사멸이 증가한 경우, 상기 항암제의 효능이 우수한 것으로 판단하는 단계.(c) determining that the efficacy of the anticancer agent is excellent when the growth inhibition or death of cancer organoids is increased in the group treated with the anticancer agent in step (b) compared to the group not treated with the anticancer agent or the positive control group.

구체적으로, 상기 단계 (a)는 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 혼합하여 공배양하는 단계로서, 생체 내 종양 미세 환경을 인비트로(in vitro)에서 재현하는 단계이다.Specifically, step (a) is a step of co-cultivating a mixture of cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs, and is a step of reproducing an in vivo tumor microenvironment in vitro.

본 명세서에서 사용되는 용어, "오가노이드"는 3차원 입체구조를 가지는 세포의 덩어리를 의미하며, 기관 또는 조직에서 분리한 세포를 3차원 배양을 통해 제조한 장기 유사체를 의미한다. 오가노이드는 기관 또는 조직을 구성하는 특이적 세포 집단들을 포함하고 있고, 실제 조직 또는 기관과 유사한 형태로 구조적 조직화가 이루어져 있으므로, 각 조직 또는 기관이 갖는 특수한 형태 및 기능을 재현할 수 있다. As used herein, the term "organoid" refers to a mass of cells having a three-dimensional three-dimensional structure, and refers to organ analogues prepared by three-dimensional culture of cells isolated from organs or tissues. Since organoids contain specific cell populations constituting an organ or tissue and are structurally organized in a form similar to an actual tissue or organ, the specific form and function of each tissue or organ can be reproduced.

본 명세서에서 사용되는 용어, "암 오가노이드"는 종양에서 분리한 세포로부터 유래된 오가노이드를 의미한다.As used herein, the term "cancer organoid" refers to organoids derived from cells isolated from tumors.

본 명세서에서 사용되는 용어, "세포독성 T 세포(Cytotoxic T cell, CD8+ T 세포)"는 항원 특이적 후천 면역(acquired immunity, adaptive immunity)을 수행하는 림프구를 의미한다. 세포독성 T 세포는 암세포, 바이러스, 박테리아 등 병원체에 감염된 세포를 사멸시키고, TNF-α, IFN-γ와 같은 사이토카인을 생성한다. 본 발명에 따른 세포독성 T 세포는 혈액에서 분리된 것일 수 있고, 수지상 세포에 의해 활성화된 것일 수 있다. 본 명세서에서, 상기 세포독성 T 세포는 "분화된 T 세포", "분화 후 T 세포", "활성화된 T 세포", "활성화 T 세포" 또는 "CD8+ T 세포"와 혼용되어 명명될 수 있다. As used herein, the term "cytotoxic T cell (Cytotoxic T cell, CD8+ T cell)" refers to lymphocytes that perform antigen-specific acquired immunity (acquired immunity, adaptive immunity). Cytotoxic T cells kill cancer cells, cells infected with pathogens such as viruses and bacteria, and produce cytokines such as TNF-α and IFN-γ. Cytotoxic T cells according to the present invention may be isolated from blood or activated by dendritic cells. In the present specification, the cytotoxic T cell may be termed interchangeably with "differentiated T cell", "post-differentiation T cell", "activated T cell", "activated T cell" or "CD8+ T cell".

본 명세서에서 사용되는 용어, "수지상 세포(Dendritic cell, DC)"는 항원 제시 세포로서, 항원 물질을 처리하여 이를 T 세포에 제시하는 역할을 수행하는 림프구를 의미한다. 구체적으로, 수지상 세포는 종양 성장을 억제할 수 있는 면역 세포인 도움 T 세포(CD4+ T 세포)와 세포독성 T 세포(CD8+ T 세포)를 활성화하여 이들의 기능을 촉진하며, 이에 따라 종양의 진행을 조절하는 역할을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 수지상 세포는 혈액에서 분리된 것일 수 있다. 본 명세서에서, 상기 수지상 세포는 "DC 세포" 또는 "DC"와 혼용되어 명명될 수 있다.As used herein, the term "dendritic cell (Dendritic cell, DC)" is an antigen-presenting cell, and means a lymphocyte that processes antigenic substances and presents them to T cells. Specifically, dendritic cells activate helper T cells (CD4+ T cells) and cytotoxic T cells (CD8+ T cells), which are immune cells capable of suppressing tumor growth, and promote their functions, thereby preventing tumor progression. can play a regulatory role. Dendritic cells according to the present invention may be isolated from blood. In the present specification, the dendritic cells may be termed interchangeably with "DC cells" or "DC".

본 발명에서, 상기 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC는 1 : 3 : 0.5 내지 5의 세포수 비율로 혼합되는 것일 수 있고, 구체적으로 1 : 3 : 0.5 내지 1의 세포수 비율로 혼합되는 것일 수 있다. 상기 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 상기 비율로 혼합되어 공배양되는 경우에만 생체 내 종양 미세 환경을 모사할 수 있다. 상기 비율 이외의 비율로 공배양되는 경우에는 암 오가노이드가 적절히 성장하지 않거나, 약물에 의한 암 오가노이드의 사멸률이 현저히 낮아 약물의 항암 효과를 확인할 수 없는 문제가 발생한다. 또한, 상기 비율 이외의 비율로 공배양되는 경우에는 서로 다른 메커니즘으로 작용하는 약물의 효능이 고르게 나타나지 않는 문제가 발생하므로, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 전술한 바와 같은 세포수 비율로 혼합하는 것이 중요하다.In the present invention, the cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs may be mixed at a cell number ratio of 1:3:0.5 to 5, specifically, at a cell number ratio of 1:3:0.5 to 1. can The tumor microenvironment in vivo can be simulated only when the cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs are mixed and co-cultured in the above ratio. In the case of co-cultivation at ratios other than the above ratios, cancer organoids do not grow properly or the death rate of cancer organoids by drugs is significantly low, making it impossible to confirm the anticancer effect of drugs. In addition, when co-cultivated at a ratio other than the above ratio, the efficacy of drugs acting by different mechanisms does not appear evenly, so cancer organoids, CD8+ T cells, and DC are mixed at the cell number ratio as described above. It is important to do

본 발명에 따른 항암제의 효능 평가 방법은 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 상기 비율로 혼합한 혼합물에 항암제를 처리한다. 즉, 암세포가 생체 내에서 존재하고 있는 형태인 종양 미세 환경을 유사하게 재현한 시스템을 통해 항암제의 효능을 평가한다. 따라서, 항암제가 생체 내 투여되었을 때의 효능을 정확하게 예측할 수 있다.In the method for evaluating the efficacy of an anticancer agent according to the present invention, the anticancer agent is treated with a mixture of cancer organoids, CD8+ T cells, and DC in the above ratio. That is, the efficacy of anticancer drugs is evaluated through a system that similarly reproduces the tumor microenvironment, which is the form in which cancer cells exist in vivo. Therefore, the efficacy of anticancer drugs when administered in vivo can be accurately predicted.

본 발명에 따른 항암제의 효능 평가 방법에서, 상기 단계 (b)는 상기 (a) 단계에 따라 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 공배양된 혼합물에 항암제를 처리하는 단계이다.In the method for evaluating the efficacy of an anticancer agent according to the present invention, step (b) is a step of treating a mixture in which cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs are co-cultured with the anticancer agent according to step (a).

본 명세서에서 사용되는 용어, "항암제"는 암의 예방 또는 치료 효과를 나타내는 물질로서, 구체적으로 암세포, 암 오가노이드 또는 종양 등을 사멸시키거나, 또는 이의 성장을 억제할 수 있는 물질을 의미한다. As used herein, the term "anti-cancer agent" refers to a substance that exhibits a preventive or therapeutic effect on cancer, and specifically means a substance capable of killing cancer cells, cancer organoids, or tumors, or inhibiting their growth.

본 명세서에서, 상기 '항암제'는 '약물'과 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 또한 상기 '처리'는 '첨가' 또는 '투여'와 상호교환적으로 사용될 수 있다.In the present specification, the 'anti-cancer agent' may be used interchangeably with 'drug', and the 'treatment' may be used interchangeably with 'addition' or 'administration'.

구체적으로, 상기 항암제는 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및/또는 DC를 타겟하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 항암제는 암 오가노이드만을 타겟하는 것이거나, CD8+ T 세포만을 타겟하는 것이거나, DC만을 타겟하는 것이거나, 암 오가노이드 및 CD8+ T 세포를 동시에 타겟하는 것이거나, 암 오가노이드 및 DC를 동시에 타겟하는 것이거나, CD8+ T 세포 및 DC를 동시에 타겟하는 것이거나, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 동시에 타겟하는 것일 수 있다. 예를 들어, CD8+ T 세포를 타겟하는 항암제는 아테졸리주맙(atezolizumab)일 수 있다.Specifically, the anticancer agent may target cancer organoids, CD8+ T cells, and/or DCs. For example, the anticancer agent targets only cancer organoids, only CD8+ T cells, only DCs, targets cancer organoids and CD8+ T cells simultaneously, or targets cancer organoids and DCs may be simultaneously targeted, CD8+ T cells and DCs may be simultaneously targeted, or cancer organoids, CD8+ T cells and DCs may be simultaneously targeted. For example, an anticancer agent targeting CD8+ T cells may be atezolizumab.

바람직하게, 상기 항암제는 화합물, 단백질, 융합 단백질, 화합물-단백질 복합체, 약물-단백질 복합체, 항체, 화합물-항체 복합체, 약물-항체 복합체, 아미노산, 펩티드, 바이러스, 탄수화물, 지질, 핵산, 추출물, 분획물 등을 제한 없이 포함한다.Preferably, the anticancer agent is a compound, protein, fusion protein, compound-protein complex, drug-protein complex, antibody, compound-antibody complex, drug-antibody complex, amino acid, peptide, virus, carbohydrate, lipid, nucleic acid, extract, fraction etc., including without limitation.

예로서, 상기 항암제는 화합물, 펩티드, 펩티드 미메틱스, 융합 단백질, 항체, 앱타머, 항체-약물 복합체(ADC; Antibody Drug Conjugate) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게, 상기 항암제는 항체이거나, 또는 면역항암제일 수 있다.For example, the anticancer agent may include a compound, peptide, peptide mimetics, fusion protein, antibody, aptamer, antibody-drug conjugate (ADC; Antibody Drug Conjugate), etc., but is not limited thereto. Preferably, the anti-cancer agent may be an antibody or an immuno-anticancer agent.

용어, "항체"는 단일클론 항체, 다클론 항체, 이중특이적 항체, 다중특이적 항체, 키메라 항체, 인간화 항체, 인간 항체를 포함하며, 신규 항체 외에 이미 당해 기술분야에서 공지되거나 시판되는 항체들도 포함된다. 상기 항체는 2개의 중쇄와 2개의 경쇄를 포함하는 전체 길이의 형태뿐만 아니라, 항체 분자의 기능적인 단편을 포함한다. 상기 항체 분자의 기능적인 단편은 적어도 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 의미하며, 여기에는 Fab, F(ab'), F(ab')2, Fv 등이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 용어, "펩티드 미메틱스(Peptide Mimetics)"는 호르몬, 사이토카인, 효소 기질, 바이러스 또는 다른 생물학적 분자의 활성 리간드를 생물학적으로 모사하는 펩티드, 또는 변형된 펩티드를 의미한다. 용어, "앱타머(Aptamer)"는 그 자체로 안정된 삼차구조를 가지면서 표적분자에 높은 친화성과 특이성으로 결합할 수 있는 특징을 가진 단일가닥 핵산(DNA, RNA 또는 변형핵산)을 의미한다.The term "antibody" includes monoclonal antibodies, polyclonal antibodies, bispecific antibodies, multispecific antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies, human antibodies, and antibodies already known or commercially available in the art other than novel antibodies. Also included. The antibodies include functional fragments of antibody molecules as well as full-length forms comprising two heavy chains and two light chains. The functional fragment of the antibody molecule refers to a fragment having at least an antigen-binding function, which may include Fab, F(ab'), F(ab') 2 , Fv, etc., but is not limited thereto. . The term “Peptide Mimetics” refers to peptides, or modified peptides, that biologically mimic the active ligands of hormones, cytokines, enzyme substrates, viruses or other biological molecules. The term "Aptamer" refers to a single-stranded nucleic acid (DNA, RNA or modified nucleic acid) that has a stable tertiary structure and is capable of binding to a target molecule with high affinity and specificity.

또다른 예로서, 상기 항암제는 DNA 또는 mRNA에 상보적으로 결합하는 안티센스 핵산, siRNA, shRNA, miRNA, 리보자임 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. As another example, the anticancer agent may include antisense nucleic acid, siRNA, shRNA, miRNA, ribozyme, etc. that complementarily bind to DNA or mRNA, but is not limited thereto.

용어, "안티센스 핵산"은 특정 mRNA의 서열에 대해 상보적인 핵산 서열을 함유하고 있는 DNA, RNA, 또는 이들의 단편 또는 유도체를 의미하며, mRNA의 서열에 상보적으로 결합 또는 혼성화하여 mRNA의 단백질로의 번역을 저해하는 작용을 한다. 용어, "siRNA(small interfering RNA)"는 특정 mRNA의 절단(cleavage)을 통해 RNAi(RNA interference)를 유도할 수 있는 짧은 이중사슬 RNA를 의미한다. siRNA는 표적 유전자의 mRNA와 상동인 서열을 갖는 센스 RNA 가닥과 이와 상보적인 서열을 갖는 안티센스 RNA 가닥을 포함한다. siRNA는 표적 유전자의 발현을 억제할 수 있으므로, 유전자 넉다운 방법 또는 유전자치료 방법 등에 사용된다. 용어, "shRNA(short hairpin RNA)"는 단일가닥 RNA로서 수소결합에 의해 이중가닥 부분을 형성하는 줄기(stem) 부분과 고리 형태를 띄는 루프(loop) 부분으로 구분되는 RNA를 의미한다. 다이서(Dicer) 등의 단백질에 의해 프로세싱되어 siRNA로 변환되고 siRNA와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 용어, "miRNA(micro RNA)"는 표적 RNA의 분해를 촉진시키거나 또는 이들의 번역을 억제시킴으로써 유전자 발현을 전사 후에 조절하는 21 내지 23 nt의 비코딩 RNA를 의미한다. 용어, "리보자임(ribozyme)"은 특정 염기 서열을 인식하여 자체적으로 이를 절단하는 효소와 같은 기능을 가진 RNA 분자를 의미한다. 리보자임은 타겟 전령 RNA 가닥의 상보적인 염기서열로 특이성을 가지고 결합하는 영역과 타겟 RNA를 절단하는 영역으로 구성된다.The term "antisense nucleic acid" refers to DNA, RNA, or fragments or derivatives thereof containing a nucleic acid sequence complementary to a specific mRNA sequence, and complementarily binds or hybridizes to the sequence of mRNA to form a protein of mRNA. It acts to impede the translation of The term "small interfering RNA (siRNA)" refers to a short double-stranded RNA capable of inducing RNA interference (RNAi) through cleavage of a specific mRNA. siRNA includes a sense RNA strand having a sequence homologous to the mRNA of a target gene and an antisense RNA strand having a sequence complementary thereto. Since siRNA can suppress the expression of a target gene, it is used in a gene knockdown method or a gene therapy method. The term "short hairpin RNA (shRNA)" refers to single-stranded RNA, which is divided into a stem portion forming a double-stranded portion by hydrogen bonding and a loop portion having a ring shape. It is processed by proteins such as Dicer and converted into siRNA and can perform the same function as siRNA. The term "miRNA (micro RNA)" refers to a non-coding RNA of 21 to 23 nt that regulates gene expression after transcription by promoting degradation of target RNA or inhibiting their translation. The term "ribozyme" refers to an RNA molecule having an enzyme-like function that recognizes a specific nucleotide sequence and cleave it itself. A ribozyme is composed of a region that binds with specificity to a complementary nucleotide sequence of a target messenger RNA strand and a region that cleaves the target RNA.

본 발명의 방법에 따라 효능이 평가되거나 스크리닝되는 항암제는 예를 들면, 담도암, 위암, 폐암, 간암, 대장암, 결장암, 소장암, 췌장암, 뇌암, 뼈암, 흑색종, 유방암, 경화성선증, 자궁암, 자궁경부암, 두경부암, 식도암, 갑상선암, 부갑상선암, 신장암, 육종, 전립선암, 요도암, 방광암, 혈액암, 백혈병, 림프종, 섬유선종 등을 예방 또는 치료하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Anticancer agents for which efficacy is evaluated or screened according to the method of the present invention are, for example, biliary tract cancer, gastric cancer, lung cancer, liver cancer, colon cancer, colon cancer, small intestine cancer, pancreatic cancer, brain cancer, bone cancer, melanoma, breast cancer, scleroderma, uterine cancer , cervical cancer, head and neck cancer, esophageal cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, kidney cancer, sarcoma, prostate cancer, urethral cancer, bladder cancer, blood cancer, leukemia, lymphoma, fibroadenoma, etc. may be prevented or treated, but is limited thereto no.

본 발명에 따른 항암제의 효능 평가 방법에서, 상기 단계 (c)는 상기 (b) 단계의 항암제가 처리된 군이 항암제 미처리군 또는 양성 대조군에 비해 암 오가노이드의 성장 저해 또는 사멸이 증가한 경우, 상기 항암제의 효능이 우수한 것으로 판단하는 단계이다.In the method for evaluating the efficacy of an anticancer agent according to the present invention, step (c) is performed when the growth inhibition or death of cancer organoids is increased in the group treated with the anticancer agent in step (b) compared to the group not treated with the anticancer agent or the positive control group. This is a step in which the efficacy of the anticancer drug is judged to be excellent.

본 명세서에서 사용되는 용어, "양성 대조군"은 당업계에서 항암제로 사용되고 있는 약물을 처리한 군을 의미한다.As used herein, the term "positive control group" refers to a group treated with a drug used as an anticancer agent in the art.

구체적으로, 상기 암 오가노이드의 성장 저해 또는 사멸은 암 오가노이드의 면적 증감을 통해 확인하는 것일 수 있다. 또한, 상기 암 오가노이드의 면적이 감소하는 경우, 암 오가노이드의 성장 저해 또는 사멸이 증가된 것으로 판단하는 것일 수 있다. 또한, 상기 암 오가노이드의 면적 증감은 당업계에 공지된 방법으로 확인할 수 있으며, 예로서 HCS(High-Content Screening), 유세포 분석(Flow-cytometer) 등의 분석 방법을 통해 확인할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, growth inhibition or death of the cancer organoid may be confirmed by increasing or decreasing the area of the cancer organoid. In addition, when the area of the cancer organoid decreases, it may be determined that growth inhibition or death of the cancer organoid is increased. In addition, the increase or decrease in the area of the cancer organoid can be confirmed by a method known in the art, and for example, it can be confirmed through an analysis method such as HCS (High-Content Screening) or flow-cytometer. it is not going to be

본 발명의 다른 하나의 양태는 하기의 단계를 포함하는, 항암제의 스크리닝 방법을 제공한다:Another aspect of the present invention provides a method for screening an anticancer agent comprising the following steps:

(a) 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 혼합하여 공배양하는 단계;(a) co-cultivating a mixture of cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs;

(b) 상기 (a) 단계의 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC 혼합물에 항암제 후보물질을 처리하는 단계; 및(b) treating the cancer organoid, CD8+ T cell, and DC mixture of step (a) with an anticancer drug candidate; and

(c) 상기 (b) 단계의 항암제 후보물질이 처리된 군에서 항암제 후보물질 미처리군에 비해 암 오가노이드의 성장 저해 또는 사멸이 증가한 경우, 상기 후보물질을 항암제로 결정하는 단계.(c) determining the candidate substance as an anticancer drug when growth inhibition or death of cancer organoids is increased in the group treated with the candidate anticancer drug in step (b) compared to the group not treated with the candidate anticancer drug.

본 발명에 따른 항암제의 스크리닝 방법에서, 각 용어는 특별히 언급하지 않는 한 상기 항암제의 효능 평가 방법에서 설명한 바와 같다. In the method for screening anticancer agents according to the present invention, each term is the same as described in the method for evaluating the efficacy of the anticancer agent unless otherwise specified.

구체적으로, 상기 단계 (a)는 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 혼합하여 공배양하는 단계로서, 생체 내 종양 미세 환경을 인비트로(in vitro)에서 재현하는 단계이다.Specifically, step (a) is a step of co-cultivating a mixture of cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs, and is a step of reproducing an in vivo tumor microenvironment in vitro.

본 발명에서, 상기 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC는 1 : 3 : 0.5 내지 5의 세포수 비율로 혼합되는 것일 수 있고, 구체적으로 1 : 3 : 0.5 내지 1의 세포수 비율로 혼합되는 것일 수 있다. 상기 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 상기 비율로 혼합되어 공배양되는 경우에만 생체 내 종양 미세 환경을 모사할 수 있다. 상기 비율 이외의 비율로 공배양되는 경우에는 암 오가노이드가 적절히 성장하지 않거나, 약물에 의한 암 오가노이드의 사멸률이 현저히 낮아 약물의 항암 효과를 확인할 수 없는 문제가 발생한다. 또한, 상기 비율 이외의 비율로 공배양되는 경우에는 서로 다른 메커니즘으로 작용하는 약물의 효능이 고르게 나타나지 않는 문제가 발생하므로, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 전술한 바와 같은 세포수 비율로 혼합하는 것이 중요하다.In the present invention, the cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs may be mixed at a cell number ratio of 1:3:0.5 to 5, specifically, at a cell number ratio of 1:3:0.5 to 1. can The tumor microenvironment in vivo can be simulated only when the cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs are mixed and co-cultured in the above ratio. In the case of co-cultivation at ratios other than the above ratios, cancer organoids do not grow properly or the death rate of cancer organoids by drugs is significantly low, making it impossible to confirm the anticancer effect of drugs. In addition, when co-cultured at a ratio other than the above ratio, the efficacy of drugs acting by different mechanisms does not appear evenly, so cancer organoids, CD8+ T cells, and DC are mixed at the cell number ratio as described above. It is important to do

본 발명에 따른 항암제의 스크리닝 방법은 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 상기 비율로 혼합한 혼합물에 항암제 후보물질을 처리한다. 즉, 암세포가 생체 내에서 존재하고 있는 형태인 종양 미세 환경을 유사하게 재현한 시스템을 통해 항암제 후보물질의 효능을 평가한다. 따라서, 항암제가 생체 내 투여되었을 때의 효능을 정확하게 예측할 수 있고, 아울러 생체 내 투여되었을 때 우수한 효능을 나타낼 수 있는 항암제를 스크리닝할 수 있다.In the method for screening anticancer drugs according to the present invention, a mixture of cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs in the above ratio is treated with an anticancer drug candidate. That is, the efficacy of anticancer drug candidates is evaluated through a system that similarly reproduces the tumor microenvironment, which is the form in which cancer cells exist in vivo. Therefore, it is possible to accurately predict the efficacy of an anticancer agent when administered in vivo, and to screen an anticancer agent capable of exhibiting excellent efficacy when administered in vivo.

본 발명에 따른 항암제의 스크리닝 방법에서, 상기 단계 (b)는 상기 (a) 단계에 따라 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 공배양된 혼합물에 항암제 후보물질을 처리하는 단계이다.In the anticancer drug screening method according to the present invention, step (b) is a step of treating a cancer organoid, CD8+ T cell, and DC co-cultured mixture with an anticancer drug candidate according to step (a).

본 명세서에서 사용되는 용어, "항암제"는 암의 예방 또는 치료 효과를 나타내는 물질로서, 구체적으로 암세포, 암 오가노이드 또는 종양 등을 사멸시키거나, 또는 이의 성장을 억제할 수 있는 물질을 의미한다.As used herein, the term "anti-cancer agent" refers to a substance that exhibits a preventive or therapeutic effect on cancer, and specifically means a substance capable of killing cancer cells, cancer organoids, or tumors, or inhibiting their growth.

본 명세서에서, 상기 '항암제'는 '약물'과 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 또한 상기 '처리'는 '첨가' 또는 '투여'와 상호교환적으로 사용될 수 있다.In the present specification, the 'anti-cancer agent' may be used interchangeably with 'drug', and the 'treatment' may be used interchangeably with 'addition' or 'administration'.

본 명세서에서 사용되는 용어, "항암제 후보물질"은 암의 예방 또는 치료 효과를 나타낼 것으로 예상되는 물질을 의미하며, 구체적으로 암세포, 암 오가노이드 또는 종양 등을 사멸시키거나, 또는 이의 성장을 억제할 것으로 예상되는 물질을 의미한다. As used herein, the term "cancer agent candidate" refers to a substance expected to exhibit a preventive or therapeutic effect on cancer, and specifically, can kill cancer cells, cancer organoids, or tumors, or inhibit their growth. material that is expected to be

본 명세서에서, 상기 '항암제'는 '약물'과 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 또한 상기 '처리'는 '첨가' 또는 '투여'와 상호교환적으로 사용될 수 있다.In the present specification, the 'anti-cancer agent' may be used interchangeably with 'drug', and the 'treatment' may be used interchangeably with 'addition' or 'administration'.

바람직하게, 상기 항암제 또는 항암제 후보물질은 화합물, 단백질, 융합 단백질, 화합물-단백질 복합체, 약물-단백질 복합체, 항체, 화합물-항체 복합체, 약물-항체 복합체, 아미노산, 펩티드, 바이러스, 탄수화물, 지질, 핵산, 추출물, 분획물 등을 제한 없이 포함한다.Preferably, the anticancer drug or anticancer drug candidate is a compound, protein, fusion protein, compound-protein complex, drug-protein complex, antibody, compound-antibody complex, drug-antibody complex, amino acid, peptide, virus, carbohydrate, lipid, nucleic acid , extracts, fractions, etc., without limitation.

예로서, 상기 항암제 또는 항암제 후보물질은 화합물, 펩티드, 펩티드 미메틱스, 융합 단백질, 항체, 앱타머, 항체-약물 복합체(ADC; Antibody Drug Conjugate) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게, 상기 항암제 또는 항암제 후보물질은 항체이거나, 또는 면역항암제일 수 있다.For example, the anticancer drug or anticancer drug candidate may include a compound, peptide, peptide mimetics, fusion protein, antibody, aptamer, antibody-drug conjugate (ADC), etc., but is not limited thereto. . Preferably, the anti-cancer agent or candidate anti-cancer agent may be an antibody or an immuno-anticancer agent.

본 발명에 따른 항암제의 스크리닝 방법에서, 상기 단계 (c)는 상기 (b) 단계의 항암제 후보물질이 처리된 군에서 항암제 후보물질 미처리군에 비해 암 오가노이드의 성장 저해 또는 사멸이 증가한 경우, 상기 후보물질을 항암제로 결정하는 단계이다.In the anticancer drug screening method according to the present invention, step (c) is performed when the growth inhibition or death of cancer organoids is increased in the group treated with the anticancer drug candidate in step (b) compared to the group not treated with the anticancer drug candidate. This is the step of determining a candidate substance as an anticancer drug.

본 발명의 또다른 하나의 양태는 상기 항암제의 효능 평가 방법을 사용하기 위한 항암제의 효능 평가 시스템으로서, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 포함하는 항암제의 효능 평가 시스템을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a system for evaluating the efficacy of an anticancer agent using the method for evaluating the efficacy of an anticancer agent, including cancer organoids, CD8+ T cells and DCs.

본 발명에 따른 항암제의 효능 평가 시스템에서, 각 용어는 특별히 언급하지 않는 한 상기 항암제의 효능 평가 방법에서 설명한 바와 같다.In the efficacy evaluation system of the anticancer agent according to the present invention, each term is as described in the method for evaluating the efficacy of the anticancer agent unless otherwise specified.

본 발명의 항암제의 효능 평가 시스템은 종양 미세 환경을 모사한 것으로, 생체 내 종양 미세 환경을 구성하는 종양으로서 암 오가노이드, 및 면역세포로서 CD8+ T 세포 및 DC를 포함한다. The anticancer drug efficacy evaluation system of the present invention simulates a tumor microenvironment, and includes cancer organoids as tumors constituting the tumor microenvironment in vivo, and CD8+ T cells and DCs as immune cells.

구체적으로, 상기 항암제의 효능 평가 시스템은 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 1 : 3 : 0.5 내지 5의 세포수 비율로 포함하는 것일 수 있고, 구체적으로 1 : 3 : 0.5 내지 1의 세포수 비율로 포함하는 것일 수 있다. 상기 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 상기 비율로 혼합되어 공배양되는 경우에만 생체 내 종양 미세 환경을 모사할 수 있다. 상기 비율 이외의 비율로 공배양되는 경우에는 암 오가노이드가 적절히 성장하지 않거나, 약물에 의한 암 오가노이드의 사멸률이 현저히 낮아 약물의 항암 효과를 확인할 수 없는 문제가 발생한다. 또한, 상기 비율 이외의 비율로 공배양되는 경우에는 서로 다른 메커니즘으로 작용하는 약물의 효능이 고르게 나타나지 않는 문제가 발생하므로, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 전술한 바와 같은 세포수 비율로 혼합하는 것이 중요하다.Specifically, the system for evaluating the efficacy of the anticancer agent may include cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs at a cell number ratio of 1:3:0.5 to 5, specifically 1:3:0.5 to 1 cell number. It may be included in proportion. The tumor microenvironment in vivo can be simulated only when the cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs are mixed and co-cultured in the above ratio. In the case of co-cultivation at ratios other than the above ratios, cancer organoids do not grow properly or the death rate of cancer organoids by drugs is significantly low, making it impossible to confirm the anticancer effect of drugs. In addition, when co-cultured at a ratio other than the above ratio, the efficacy of drugs acting by different mechanisms does not appear evenly, so cancer organoids, CD8+ T cells, and DC are mixed at the cell number ratio as described above. It is important to do

본 발명에 따른 항암제의 효능 평가 시스템은 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 상기 비율로 혼합한 혼합물을 포함하므로, 암세포가 생체 내에서 존재하고 있는 형태인 종양 미세 환경을 유사하게 재현할 수 있다. 따라서, 항암제가 생체 내 투여되었을 때의 효능을 정확하게 예측할 수 있으므로, 항암제의 효능 평가 방법에 유용하게 활용될 수 있다.Since the system for evaluating the efficacy of an anticancer agent according to the present invention includes a mixture in which cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs are mixed in the above ratio, the tumor microenvironment in which cancer cells exist in vivo can be similarly reproduced. . Therefore, since the efficacy of an anticancer agent when administered in vivo can be accurately predicted, it can be usefully used in a method for evaluating the efficacy of an anticancer agent.

본 발명의 또다른 하나의 양태는 상기 항암제의 스크리닝 방법을 사용하기 위한 항암제의 스크리닝 시스템으로서, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 포함하는 항암제의 스크리닝 시스템을 제공한다.Another aspect of the present invention provides an anticancer agent screening system for using the anticancer agent screening method, including cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs.

본 발명에 따른 항암제의 스크리닝 시스템에서, 각 용어는 특별히 언급하지 않는 한 상기 항암제의 효능 평가 방법에서 설명한 바와 같다.In the anticancer agent screening system according to the present invention, each term is the same as described in the method for evaluating the efficacy of the anticancer agent unless otherwise specified.

본 발명의 항암제의 스크리닝 시스템은 종양 미세 환경을 모사한 것으로, 생체 내 종양 미세 환경을 구성하는 종양으로서 암 오가노이드, 및 면역세포로서 CD8+ T 세포 및 DC를 포함한다. The anticancer drug screening system of the present invention mimics the tumor microenvironment, and includes cancer organoids as tumors constituting the tumor microenvironment in vivo, and CD8+ T cells and DCs as immune cells.

구체적으로, 상기 항암제의 효능 평가 시스템은 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 1 : 3 : 0.5 내지 5의 세포수 비율로 포함하는 것일 수 있고, 구체적으로 1 : 3 : 0.5 내지 1의 세포수 비율로 포함하는 것일 수 있다. 상기 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 상기 비율로 혼합되어 공배양되는 경우에만 생체 내 종양 미세 환경을 모사할 수 있다. 상기 비율 이외의 비율로 공배양되는 경우에는 암 오가노이드가 적절히 성장하지 않거나, 약물에 의한 암 오가노이드의 사멸률이 현저히 낮아 약물의 항암 효과를 확인할 수 없는 문제가 발생한다. 또한, 상기 비율 이외의 비율로 공배양되는 경우에는 서로 다른 메커니즘으로 작용하는 약물의 효능이 고르게 나타나지 않는 문제가 발생하므로, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 전술한 바와 같은 세포수 비율로 혼합하는 것이 중요하다.Specifically, the system for evaluating the efficacy of the anticancer agent may include cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs at a cell number ratio of 1:3:0.5 to 5, specifically 1:3:0.5 to 1 cell number. It may be included in proportion. The tumor microenvironment in vivo can be simulated only when the cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs are mixed and co-cultured in the above ratio. In the case of co-cultivation at ratios other than the above ratios, cancer organoids do not grow properly or the death rate of cancer organoids by drugs is significantly low, making it impossible to confirm the anticancer effect of drugs. In addition, when co-cultured at a ratio other than the above ratio, the efficacy of drugs acting by different mechanisms does not appear evenly, so cancer organoids, CD8+ T cells, and DC are mixed at the cell number ratio as described above. It is important to do

본 발명에 따른 항암제의 스크리닝 시스템은 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 상기 비율로 혼합한 혼합물을 포함하므로, 암세포가 생체 내에서 존재하고 있는 형태인 종양 미세 환경을 유사하게 재현할 수 있다. 따라서, 항암제가 생체 내 투여되었을 때의 효능을 정확하게 예측할 수 있으므로, 항암제의 스크리닝 방법에 유용하게 활용될 수 있다.Since the anticancer drug screening system according to the present invention includes a mixture of cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs in the above ratio, it is possible to similarly reproduce the tumor microenvironment in which cancer cells exist in vivo. Therefore, since the efficacy of an anticancer agent when administered in vivo can be accurately predicted, it can be usefully used in a screening method for an anticancer agent.

본 발명에 따른 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 혼합물은 특정 비율로 혼합되어 암세포가 생체 내에서 존재하고 있는 형태인 종양 미세 환경을 유사하게 재현할 수 있다. 따라서, 이를 활용하는 경우 약물이 생체 내 투여되었을 때의 효능을 정확하게 예측할 수 있다.The mixture of cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs according to the present invention can be mixed in a specific ratio to similarly reproduce a tumor microenvironment in which cancer cells exist in vivo. Therefore, when using this, the efficacy of the drug when administered in vivo can be accurately predicted.

도 1은 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 대장암 오가노이드의 성장률을 보여주는 그래프로서, 대장암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:0.5의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 대표적인 예로서, 도면에 기재된 "1:0.5:0.5"는 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 1:0.5:0.5의 세포수 비율로 혼합된 것을 의미한다. 상기 성장률은 공배양 시작 직후(0h), 24시간 후(24h), 48시간 후(48h), 72시간 후(72h)에 각각 분석하였다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다.
도 2는 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 대장암 오가노이드의 성장률을 보여주는 그래프로서, 대장암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:1의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 대표적인 예로서, 도면에 기재된 "1:1:0.5"는 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 1:1:0.5의 세포수 비율로 혼합된 것을 의미한다. 상기 성장률은 공배양 시작 직후(0h), 24시간 후(24h), 48시간 후(48h), 72시간 후(72h)에 각각 분석하였다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다.
도 3은 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 대장암 오가노이드의 성장률을 보여주는 그래프로서, 대장암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:3의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 대표적인 예로서, 도면에 기재된 "1:3:0.5"는 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 1:3:0.5의 세포수 비율로 혼합된 것을 의미한다. 상기 성장률은 공배양 시작 직후(0h), 24시간 후(24h), 48시간 후(48h), 72시간 후(72h)에 각각 분석하였다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다.
도 4는 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 대장암 오가노이드의 사멸률을 보여주는 그래프로서, 대장암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:0.5의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다. 상기 사멸률은 약물 처리 72시간 후(72h)에 성장률을 측정한 결과를 바탕으로 분석하였다.
도 5는 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 대장암 오가노이드의 사멸률을 보여주는 그래프로서, 대장암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:1의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다. 상기 사멸률은 약물 처리 72시간 후(72h)에 성장률을 측정한 결과를 바탕으로 분석하였다.
도 6은 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 대장암 오가노이드의 사멸률을 보여주는 그래프로서, 대장암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:3의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다. 상기 사멸률은 약물 처리 72시간 후(72h)에 성장률을 측정한 결과를 바탕으로 분석하였다.
도 7은 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 폐암 오가노이드의 성장률을 보여주는 그래프로서, 폐암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:0.5의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 대표적인 예로서, 도면에 기재된 "1:0.5:0.5"는 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 1:0.5:0.5의 세포수 비율로 혼합된 것을 의미한다. 상기 성장률은 공배양 시작 직후(0h), 24시간 후(24h), 48시간 후(48h), 72시간 후(72h)에 각각 분석하였다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다.
도 8은 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 폐암 오가노이드의 성장률을 보여주는 그래프로서, 폐암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:1의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 대표적인 예로서, 도면에 기재된 "1:1:0.5"는 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 1:1:0.5의 세포수 비율로 혼합된 것을 의미한다. 상기 성장률은 공배양 시작 직후(0h), 24시간 후(24h), 48시간 후(48h), 72시간 후(72h)에 각각 분석하였다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다.
도 9는 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 폐암 오가노이드의 성장률을 보여주는 그래프로서, 폐암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:3의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 대표적인 예로서, 도면에 기재된 "1:3:0.5"는 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC가 1:3:0.5의 세포수 비율로 혼합된 것을 의미한다. 상기 성장률은 공배양 시작 직후(0h), 24시간 후(24h), 48시간 후(48h), 72시간 후(72h)에 각각 분석하였다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다.
도 10은 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 폐암 오가노이드의 사멸률을 보여주는 그래프로서, 폐암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:0.5의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다. 상기 사멸률은 약물 처리 72시간 후(72h)에 성장률을 측정한 결과를 바탕으로 분석하였다.
도 11은 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 폐암 오가노이드의 사멸률을 보여주는 그래프로서, 폐암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:1의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다. 상기 사멸률은 약물 처리 72시간 후(72h)에 성장률을 측정한 결과를 바탕으로 분석하였다.
도 12는 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율에 따른 폐암 오가노이드의 사멸률을 보여주는 그래프로서, 폐암 오가노이드 및 CD8+ T 세포가 1:3의 세포수 비율로 고정되어 혼합된 조건에서 공배양한 결과에 관한 것이다. 'Non'은 약물 미처리군을 의미하고, 'Atez'는 예시 약물로서 아테졸리주맙을 처리한 약물 처리군을 의미한다. 상기 사멸률은 약물 처리 72시간 후(72h)에 성장률을 측정한 결과를 바탕으로 분석하였다.1 is a graph showing the growth rate of colon cancer organoids according to the co-culture ratio of colon cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs. Colon cancer organoids and CD8+ T cells were fixed and mixed at a cell count ratio of 1:0.5. It is about the result of co-cultivation under the given conditions. As a representative example, "1:0.5:0.5" described in the figure means that colon cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs were mixed at a cell number ratio of 1:0.5:0.5. The growth rate was analyzed immediately after co-culture (0h), after 24 hours (24h), after 48 hours (48h), and after 72 hours (72h). 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug.
2 is a graph showing the growth rate of colon cancer organoids according to the co-culture ratio of colon cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs. Colon cancer organoids and CD8+ T cells were fixed and mixed at a cell number ratio of 1:1. It is about the result of co-cultivation under the given conditions. As a representative example, “1:1:0.5” in the figure means that colon cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs were mixed at a cell number ratio of 1:1:0.5. The growth rate was analyzed immediately after co-culture (0h), after 24 hours (24h), after 48 hours (48h), and after 72 hours (72h). 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug.
3 is a graph showing the growth rate of colon cancer organoids according to the co-culture ratio of colon cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs, wherein colon cancer organoids and CD8+ T cells were fixed and mixed at a cell number ratio of 1:3. It is about the result of co-cultivation under the given conditions. As a representative example, "1:3:0.5" described in the figure means that colon cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs were mixed at a cell number ratio of 1:3:0.5. The growth rate was analyzed immediately after co-culture (0h), after 24 hours (24h), after 48 hours (48h), and after 72 hours (72h). 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug.
4 is a graph showing the death rate of colon cancer organoids according to the co-culture ratio of colon cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs. Colon cancer organoids and CD8+ T cells were fixed at a cell number ratio of 1:0.5 It relates to the result of co-cultivation in mixed conditions. 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug. The mortality rate was analyzed based on the results of measuring the growth rate after 72 hours of drug treatment (72h).
5 is a graph showing the death rate of colon cancer organoids according to the co-culture ratio of colon cancer organoids, CD8+ T cells and DCs, wherein colon cancer organoids and CD8+ T cells were fixed at a cell number ratio of 1:1 It relates to the result of co-cultivation in mixed conditions. 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug. The mortality rate was analyzed based on the results of measuring the growth rate after 72 hours of drug treatment (72h).
6 is a graph showing the death rate of colon cancer organoids according to the co-culture ratio of colon cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs. Colon cancer organoids and CD8+ T cells were fixed at a cell number ratio of 1:3. It relates to the result of co-cultivation in mixed conditions. 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug. The mortality rate was analyzed based on the results of measuring the growth rate after 72 hours of drug treatment (72h).
7 is a graph showing the growth rate of lung cancer organoids according to the co-culture ratio of lung cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs, in a mixed condition where lung cancer organoids and CD8+ T cells were fixed at a cell number ratio of 1:0.5. It is about the result of co-cultivation. As a representative example, “1:0.5:0.5” in the figure means that lung cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs were mixed at a cell number ratio of 1:0.5:0.5. The growth rate was analyzed immediately after co-culture (0h), after 24 hours (24h), after 48 hours (48h), and after 72 hours (72h). 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug.
8 is a graph showing the growth rate of lung cancer organoids according to the co-culture ratio of lung cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs, in a mixed condition where lung cancer organoids and CD8+ T cells were fixed at a cell number ratio of 1:1. It is about the result of co-cultivation. As a representative example, “1:1:0.5” in the figure means that lung cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs were mixed at a cell number ratio of 1:1:0.5. The growth rate was analyzed immediately after co-culture (0h), after 24 hours (24h), after 48 hours (48h), and after 72 hours (72h). 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug.
9 is a graph showing the growth rate of lung cancer organoids according to the co-culture ratio of lung cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs, in a mixed condition where lung cancer organoids and CD8+ T cells were fixed at a cell number ratio of 1:3. It is about the result of co-cultivation. As a representative example, “1:3:0.5” in the figure means that lung cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs were mixed at a cell count ratio of 1:3:0.5. The growth rate was analyzed immediately after co-culture (0h), after 24 hours (24h), after 48 hours (48h), and after 72 hours (72h). 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug.
10 is a graph showing the death rate of lung cancer organoids according to the co-culture ratio of lung cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs, under a condition in which lung cancer organoids and CD8+ T cells were fixed and mixed at a cell number ratio of 1:0.5. It is about the result of co-culture in . 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug. The mortality rate was analyzed based on the results of measuring the growth rate after 72 hours of drug treatment (72h).
11 is a graph showing the death rate of lung cancer organoids according to the co-culture ratio of lung cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs, under a condition in which lung cancer organoids and CD8+ T cells were fixed at a cell number ratio of 1:1 and mixed. It is about the result of co-culture in . 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug. The mortality rate was analyzed based on the results of measuring the growth rate after 72 hours of drug treatment (72h).
12 is a graph showing the death rate of lung cancer organoids according to the co-cultivation ratio of lung cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs, under a mixed condition in which lung cancer organoids and CD8+ T cells were fixed at a cell number ratio of 1:3. It is about the result of co-culture in . 'Non' means a drug-untreated group, and 'Atez' means a drug-treated group treated with atezolizumab as an exemplary drug. The mortality rate was analyzed based on the results of measuring the growth rate after 72 hours of drug treatment (72h).

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are intended to explain the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예 1. 항암제 효능 평가 및 스크리닝 시스템 확립Example 1. Establishment of anticancer drug efficacy evaluation and screening system

암이 생체 내 존재하고 있는 환경을 유사하게 재현함으로써, 약물이 생체 내 투여되었을 때의 효능을 정확하게 예측할 수 있는 인비트로(in vitro) 효능 평가 및 스크리닝 시스템을 확립하고자 하였다.An attempt was made to establish an in vitro efficacy evaluation and screening system capable of accurately predicting efficacy when a drug is administered in vivo by similarly reproducing an environment in which cancer exists in vivo.

구체적으로, 암 오가노이드, 세포독성 T 세포(Cytotoxic T cell, 이하 'CD8+ T 세포) 및 수지상 세포(regulatory T cell, 이하 'DC')가 공존하는 공배양(co-culture) 시스템을 확립하기 위하여, 공배양 시 (ⅰ) 암 오가노이드가 적절히 성장하고, (ⅱ) 약물의 효능은 높게 관찰되는 조건을 충족시키는 이들의 혼합 비율을 도출하였다. 아래 표 1에 나타낸 바와 같이, 암 오가노이드를 1의 비율로 고정한 후, CD8+ T 세포 및 DC를 0.5 내지 5의 비율로 설정하였다. 이때, 각 오가노이드 또는 세포의 수가 5.0×103개인 것을 1로 설정하였다.Specifically, to establish a co-culture system in which cancer organoids, cytotoxic T cells (hereinafter referred to as 'CD8+ T cells) and dendritic cells (hereinafter referred to as 'DC') coexist. In the case of co-culture, (i) cancer organoids grew properly and (ii) drug efficacy was obtained. As shown in Table 1 below, after cancer organoids were fixed at a ratio of 1, CD8+ T cells and DCs were set at a ratio of 0.5 to 5. At this time, the number of each organoid or cell was 5.0×10 3 and set to 1.

Figure 112022079981372-pat00001
Figure 112022079981372-pat00001

암 오가노이드는 환자에서 얻은 대장암 또는 폐암 조직을 단일 세포(single cell)로 분리하여 이를 ECM(extracellular matrix)과 함께 배양함으로써 3D 구조를 갖도록 제조하였다. 형성된 암 오가노이드는 병리 분석을 통해 종양임을 확인하였고, Tryp-LE 사용을 통해 단일 세포로 분리한 후 사용하였다.Cancer organoids were prepared to have a 3D structure by separating colorectal or lung cancer tissues obtained from patients into single cells and culturing them together with an extracellular matrix (ECM). The formed cancer organoids were confirmed to be tumors through pathological analysis, and used after being isolated into single cells using Tryp-LE.

CD8+ T 세포는 PBMC로부터 분리하여 사용하였다. 기증자로부터 얻은 혈액에 대하여 Ficoll을 이용하여 PBMC를 분리하였으며, T 세포 활성화 과정을 거쳐 MACS을 통해 CD8+ T 세포를 분리하였다. CD8+ T cells were isolated from PBMCs and used. PBMCs were isolated from blood obtained from donors using Ficoll, and CD8+ T cells were isolated through MACS after a T cell activation process.

DC는 iPSC로부터 분화된 것을 사용하였고, 당업계에 알려진 일반적인 방법을 사용하여 H9 세포주로부터 DC로 분화시켰다. DCs differentiated from iPSCs were used, and DCs were differentiated from the H9 cell line using a general method known in the art.

실시예 1.1. 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율Example 1.1. Co-culture ratio of cancer organoids, CD8+ T cells and DCs

구체적으로, 상기 표 1의 혼합 비율에 따른 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양물에 대하여 약물을 처리하지 않은 것을 대조군(이하 '약물 미처리군')으로 설정하였고, 실험군(이하 '약물 처리군')으로는 CD8+ T 세포를 타겟하는 아테졸리주맙을 예시 약물로서 처리한 것을 설정하였다. 약물은 공배양 시작 직후에 처리하였으며, 공배양 시작 직후(Oh), 24시간 후(24h), 48시간 후(48h), 72시간 후(72h)에 각각 암 오가노이드의 성장률을 측정하고, 측정한 성장률을 통해 아래의 방법으로 사멸률을 분석하였다.Specifically, for the co-cultures of cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs according to the mixing ratio in Table 1, those not treated with the drug were set as the control group (hereinafter referred to as 'drug-untreated group'), and the experimental group (hereinafter referred to as 'drug-treated group') Group ') was treated with atezolizumab targeting CD8+ T cells as an exemplary drug. Drugs were treated immediately after the start of co-culture, and the growth rate of cancer organoids was measured immediately after (Oh), after 24 hours (24h), after 48 hours (48h), and after 72 hours (72h) of co-culture, respectively. Mortality was analyzed by the following method through one growth rate.

암 오가노이드 사멸률 (%) = [1 - (약물 처리군의 암 오가노이드 성장률*)/(약물 미처리군의 암 오가노이드 성장률**)] × 100Cancer organoid death rate (%) = [1 - (cancer organoid growth rate of drug-treated group * )/(cancer organoid growth rate of drug-untreated group ** )] × 100

*약물 처리군의 암 오가노이드 성장률 (%) = (약물 처리 24, 48 또는 72시간 후의 암 오가노이드 면적)/(약물 처리 직후(0h)의 암 오가노이드 면적) × 100 * Cancer organoid growth rate (%) of drug treatment group = (cancer organoid area after 24, 48 or 72 hours of drug treatment) / (cancer organoid area immediately after drug treatment (0h)) × 100

**약물 미처리군의 암 오가노이드 성장률 (%) = (약물 미처리 24, 48 또는 72시간 후의 암 오가노이드 면적)/(공배양 시작 직후(0h)의 암 오가노이드 면적) × 100 ** Cancer organoid growth rate (%) of drug-untreated group = (cancer organoid area after 24, 48, or 72 hours of drug-free treatment) / (cancer organoid area immediately after co-culture (0h)) × 100

그 결과, 도 1 내지 도 3에서 볼 수 있듯이, 약물을 처리하지 않았을 때 모든 혼합 비율에서 대장암 오가노이드의 성장은 저해되지 않고 적절히 성장하였으며, 각 혼합 비율 간에 유의적인 차이가 나타나지는 않았다. As a result, as can be seen in FIGS. 1 to 3, when the drug was not treated, the growth of colorectal cancer organoids was not inhibited and grew appropriately at all mixing ratios, and no significant difference was found between each mixing ratio.

다만, 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 1 : 0.5 : 0.5 내지 5의 혼합 비율로 공배양하는 경우에는 약물에 의한 암 오가노이드의 성장 저해 효과가 유의적으로 나타나지는 않았으나(도 1), 대장암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 1 : 1 내지 3 : 0.5 내지 5의 혼합 비율로 공배양하는 경우에는 약물에 의한 암 오가노이드의 성장 저해 효과가 나타났다(도 2 및 3).However, when coculturing colon cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs at a mixing ratio of 1 : 0.5 : 0.5 to 5, the drug did not significantly inhibit the growth of cancer organoids (FIG. 1). , Colon cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs were co-cultured at a mixing ratio of 1: 1 to 3: 0.5 to 5, and the cancer organoid growth inhibition effect by the drug was shown (FIGS. 2 and 3).

특히, 도 4에서 볼 수 있듯이, 대장암 오가노이드 및 CD8+ T 세포를 1 : 0.5의 혼합 비율로 공배양하는 경우, DC의 혼합 비율이 증가할수록 아테졸리주맙에 의한 암 오가노이드의 사멸률은 증가하지만 그 최대 수준은 약 5%에 불과하여, 약물의 효능을 정확하게 판단할 수 없음을 확인하였다.In particular, as shown in FIG. 4 , when colon cancer organoids and CD8+ T cells are co-cultured at a mixing ratio of 1:0.5, the death rate of cancer organoids by atezolizumab increases as the DC mixing ratio increases. However, the maximum level was only about 5%, and it was confirmed that the efficacy of the drug could not be accurately determined.

또한, 도 5에서 볼 수 있듯이, 대장암 오가노이드 및 CD8+ T 세포를 1 : 1의 혼합 비율로 공배양하는 경우, 아테졸리주맙에 의한 암 오가노이드의 사멸률의 최대 수준은 약 10%에 불과하여, 약물의 효능을 정확하게 판단할 수 없음을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 5 , when co-cultivating colon cancer organoids and CD8+ T cells at a mixing ratio of 1:1, the maximum level of death of cancer organoids by atezolizumab is only about 10%. Thus, it was confirmed that the efficacy of the drug could not be accurately determined.

반면, 도 6에서 볼 수 있듯이, 대장암 오가노이드 및 CD8+ T 세포를 1 : 3의 혼합 비율로 공배양하는 경우, DC가 어느 비율로 혼합되던지 간에 아테졸리주맙에 의한 암 오가노이드의 사멸률은 약 20% 내지 25%로서 높게 나타났다. 즉, 상기 혼합 비율에서는 다른 혼합 비율에 비하여 약물의 효능이 높은 수준으로 나타나며, 그 효능은 2.5배 내지 5배 이상 증가함을 확인하였다.On the other hand, as shown in FIG. 6 , when colon cancer organoids and CD8+ T cells are co-cultured at a mixing ratio of 1:3, the apoptosis rate of cancer organoids by atezolizumab regardless of the mixing ratio of DCs. was as high as about 20% to 25%. That is, it was confirmed that the efficacy of the drug was higher in the mixing ratio than in other mixing ratios, and the efficacy increased by 2.5 to 5 times.

아울러, 도 7 내지 도 9에서 볼 수 있듯이, 약물을 처리하지 않았을 때 모든 혼합 비율에서 폐암 오가노이드의 성장은 저해되지 않고 적절히 성장하였으며, 각 혼합 비율 간에 유의적인 차이가 나타나지는 않았다. In addition, as can be seen in FIGS. 7 to 9, when the drug was not treated, the growth of lung cancer organoids was not inhibited and grew appropriately at all mixing ratios, and no significant difference was found between each mixing ratio.

다만, 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 1 : 0.5 : 0.5 내지 5, 또는 1 : 1 : 0.5 내지 1의 혼합 비율로 공배양하는 경우에는 약물에 의한 암 오가노이드의 성장 저해 효과가 유의적으로 나타나지는 않았으나(도 7 및 8), 폐암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC를 1 : 1 : 5, 또는 1 : 3 : 0.5 내지 5의 혼합 비율로 공배양하는 경우에는 약물에 의한 암 오가노이드의 성장 저해 효과가 나타났다(도 8 및 9).However, when co-cultivating lung cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs at a mixing ratio of 1:0.5:0.5 to 5, or 1:1:0.5 to 1, the drug-induced growth inhibitory effect of cancer organoids is significant. Although not shown (Figs. 7 and 8), when co-cultured lung cancer organoids, CD8+ T cells and DCs at a mixing ratio of 1: 1: 5, or 1: 3: 0.5 to 5, drug-induced cancer organoids The growth inhibitory effect was shown (Figs. 8 and 9).

특히, 도 10에서 볼 수 있듯이, 폐암 오가노이드 및 CD8+ T 세포를 1 : 0.5의 혼합 비율로 공배양하는 경우, DC의 혼합 비율이 증가할수록 아테졸리주맙에 의한 암 오가노이드의 사멸률은 증가하지만 그 최대 수준은 약 5%에 불과하여, 약물의 효능을 정확하게 판단할 수 없음을 확인하였다.In particular, as shown in FIG. 10 , when lung cancer organoids and CD8+ T cells are co-cultured at a mixing ratio of 1:0.5, the death rate of cancer organoids by atezolizumab increases as the mixing ratio of DCs increases. It was confirmed that the maximum level was only about 5%, making it impossible to accurately determine the efficacy of the drug.

또한, 도 11에서 볼 수 있듯이, 폐암 오가노이드 및 CD8+ T 세포를 1 : 1의 혼합 비율로 공배양하는 경우, 아테졸리주맙에 의한 암 오가노이드의 사멸률의 최대 수준은 약 10%에 불과하여, 약물의 효능을 정확하게 판단할 수 없음을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 11, when co-cultivating lung cancer organoids and CD8+ T cells at a mixing ratio of 1: 1, the maximum level of death of cancer organoids by atezolizumab is only about 10%, , it was confirmed that the efficacy of the drug could not be accurately determined.

반면, 도 12에서 볼 수 있듯이, 폐암 오가노이드 및 CD8+ T 세포를 1 : 3의 혼합 비율로 공배양하는 경우, DC가 어느 비율로 혼합되던지 간에 아테졸리주맙에 의한 암 오가노이드의 사멸률은 약 28% 내지 40%로서 높게 나타났다. 즉, 상기 혼합 비율에서는 다른 혼합 비율에 비하여 약물의 효능이 높은 수준으로 나타나며, 그 효능은 5배 내지 8배 이상 증가함을 확인하였다.On the other hand, as shown in FIG. 12, when lung cancer organoids and CD8+ T cells are co-cultured at a mixing ratio of 1:3, the killing rate of cancer organoids by atezolizumab is higher regardless of the mixing ratio of DCs. It was as high as about 28% to 40%. That is, it was confirmed that the efficacy of the drug was higher in the mixing ratio compared to other mixing ratios, and the efficacy increased by 5 to 8 times or more.

상기 결과는, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 DC의 공배양 비율을 1 : 3 : 0.5 내지 5로 설정하는 것이 항암제 효능 평가 또는 스크리닝 시스템에 가장 최적화된 비율임을 시사한다.The above results suggest that setting the co-culture ratio of cancer organoids, CD8+ T cells, and DCs at 1:3:0.5 to 5 is the most optimal ratio for an anticancer drug efficacy evaluation or screening system.

Claims (8)

하기 단계를 포함하는, 항암제의 효능 평가 방법:
(a) 암 오가노이드, 세포독성 T 세포(Cytotoxic T cell) 및 수지상 세포(Dendritic cell)를 1 : 3 : 0.5 내지 5의 세포수 비율로 혼합하여 공배양하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 수지상 세포 혼합물에 항암제를 처리하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 항암제가 처리된 군이 항암제 미처리군 또는 양성 대조군에 비해 암 오가노이드의 성장 저해 또는 사멸이 증가한 경우, 상기 항암제의 효능이 우수한 것으로 판단하는 단계.A method for evaluating the efficacy of an anticancer agent, comprising the following steps:
(a) mixing and co-cultivating cancer organoids, cytotoxic T cells, and dendritic cells at a cell number ratio of 1:3:0.5 to 5;
(b) treating the mixture of cancer organoids, CD8+ T cells, and dendritic cells of step (a) with an anticancer agent; and
(c) determining that the efficacy of the anticancer agent is excellent when the growth inhibition or death of cancer organoids is increased in the group treated with the anticancer agent in step (b) compared to the group not treated with the anticancer agent or the positive control group. 하기 단계를 포함하는, 항암제의 스크리닝 방법:
(a) 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 수지상 세포를 1 : 3 : 0.5 내지 5의 세포수 비율로 혼합하여 공배양하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 수지상 세포 혼합물에 항암제 후보물질을 처리하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 항암제 후보물질이 처리된 군에서 항암제 후보물질 미처리군에 비해 암 오가노이드의 성장 저해 또는 사멸이 증가한 경우, 상기 후보물질을 항암제로 결정하는 단계.A method for screening an anticancer agent comprising the following steps:
(a) mixing and co-cultivating cancer organoids, CD8+ T cells, and dendritic cells at a cell number ratio of 1:3:0.5 to 5;
(b) treating the cancer organoid, CD8+ T cell, and dendritic cell mixture of step (a) with an anticancer drug candidate; and
(c) determining the candidate substance as an anticancer drug when growth inhibition or death of cancer organoids is increased in the group treated with the candidate anticancer drug in step (b) compared to the group not treated with the candidate anticancer drug. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 항암제는 화합물, 펩티드, 펩티드 미메틱스, 융합 단백질, 항체, 앱타머, 항체-약물 복합체(ADC; Antibody Drug Conjugate), DNA 또는 mRNA에 상보적으로 결합하는 안티센스 핵산, siRNA, shRNA, miRNA 및 리보자임으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상인, 방법.According to claim 1 or 2,
The anticancer agent is a compound, peptide, peptide mimetics, fusion protein, antibody, aptamer, antibody-drug conjugate (ADC; Antibody Drug Conjugate), antisense nucleic acid that binds complementary to DNA or mRNA, siRNA, shRNA, miRNA, and At least one method selected from the group consisting of ribozymes. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 암은 담도암, 위암, 폐암, 간암, 대장암, 결장암, 소장암, 췌장암, 뇌암, 뼈암, 흑색종, 유방암, 경화성선증, 자궁암, 자궁경부암, 두경부암, 식도암, 갑상선암, 부갑상선암, 신장암, 육종, 전립선암, 요도암, 방광암, 혈액암, 림프종 및 섬유선종으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상인, 방법.According to claim 1 or 2,
The cancer is biliary tract cancer, stomach cancer, lung cancer, liver cancer, colon cancer, colon cancer, small intestine cancer, pancreatic cancer, brain cancer, bone cancer, melanoma, breast cancer, scleroderma, uterine cancer, cervical cancer, head and neck cancer, esophageal cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, kidney At least one selected from the group consisting of cancer, sarcoma, prostate cancer, urethral cancer, bladder cancer, hematological cancer, lymphoma, and fibroadenoma. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 암 오가노이드의 성장 저해 또는 사멸은 암 오가노이드의 면적 증감을 통해 확인하는 것인, 방법.According to claim 1 or 2,
The growth inhibition or death of the cancer organoid is confirmed by increasing or decreasing the area of the cancer organoid. 제1항에 따른 항암제의 효능 평가 방법을 사용하기 위한 항암제의 효능 평가 시스템으로서, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 수지상 세포를 포함하는 항암제의 효능 평가 시스템.An efficacy evaluation system for an anticancer agent for using the method for evaluating the efficacy of an anticancer agent according to claim 1, wherein the system for evaluating the efficacy of an anticancer agent comprising cancer organoids, CD8+ T cells and dendritic cells. 제2항에 따른 항암제의 스크리닝 방법을 사용하기 위한 항암제의 스크리닝 시스템으로서, 암 오가노이드, CD8+ T 세포 및 수지상 세포를 포함하는 항암제의 스크리닝 시스템.
A screening system for an anticancer agent using the method for screening an anticancer agent according to claim 2, comprising cancer organoids, CD8+ T cells and dendritic cells.
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