바이러스 없는 IPS확립으로 큰산 넘었다
최근 바이러스가 아닌 ‘단백질’를 이용하거나 '전기충격'을 주는 새로운 방법을 통한 역분화줄기세포 확립이 성공함에 따라 iPS세포 사용화에 기대가 모아지고 있다.
역분화줄기세포는 환자의 체세포만을 이용해 무한대 증식능과 모든 세포로의 분화능을 지닌 배아줄기세포와 같은 만능세포를 확립하는 기술로 2006년 일본 교토대학의 야마나카 교수팀에 의해 최초로 보고됐다.
이같은 역분화 줄기세포는 줄기세포를 이용한 세포치료제 중 가장 이상적인 줄기세포 중 하나로 평가받고 있다.
또한 무한대 증식능과 모든 세포로의 분화능을 지닌 만능세포를 확립하는 기술로 환자의 체세포를 이용하기 때문에 세포치료시 나타날 수 있는 면역거부반응을 원천적으로 해결한다.
아울러 인간의 난자와 배아를 사용하는데 있어 발생하는 윤리적 문제를 완전히 해결할 수 있는 혁신적인 기술로서 인정돼 전 세계적으로 사상초유의 치열한 연구경쟁이 진행되고 있는 분야다.
최근에는 차병원 통합줄기세포치료연구소 김광수 소장팀이 세계 최초로 역분화 조절 단백질만을 이용한 역분화줄기세포 확립기술을 공동으로 개발하는데 성공했다.
또한 알앤엘바이오 역시 전기충격을 이용해 바이러스를 사용하지 않고 IPS를 확립 하는 등 임상이 가능한 IPS세포를 만들었다.
이같은 결과들은 환자의 체세포로부터 이용해 역분화과정을 통한 줄기세포 확립 기술의 임상적용시 문제가 됐던 안전성 문제를 해결함으로써 임상수준의 줄기세포 확립 기술을 개발한 것으로 획기적인 연구성과로 평가받고 있다.
세포응용연구사업단 김동욱 단장은 “기존 바이러스를 이용한 미국, 일본 등의 연구와는 다르게 ‘단백질’ 등을 이용해 안전성을 확보했다는 것에 큰 의미가 있다”고 평가했다.
하지만 김 단장은 “치료에 쓰이려면 세포 수와 생성시간 단축, 원하는 세포로 분화하는 것을 극복해야 한다”고 강조했다.
즉 IPS세포의 안전성이라는 큰 산은 넘었지만 치료에 쓰일 만큼의 세포 수를 확보하는 것과 응급환자에게 쓸 수 있을 만큼의 생성시간 단축, 환자 맞춤형 치료를 위해 원하는 세포로 분화하는 기술 연구가 더욱 필요하다는 것이다.
IPS 를 사람에서 사용하기 위해서는 안전성이 먼저 해결돼야 하고 그 다음이 유효성이다.
현재 IPS 가 가지고 있는 가장 큰 단점 중의 하나가 바이러스를 사용하든 바이러스를 사용하지 않든 현재까지 보고된 IPS 세포는 배아줄기세포와 마찬가지로 동물 실험을 하면 테라토마 (기형암종)가 형성된다.
이러한 테라토마의 형성이 되지 않은 IPS를 만들지 않으면 실제적인 임상적용에 한계가 있다. 이같은 발암성이 극복되면 동물 실험을 통해 독성이 없는지를 확인해야 하며 IPS 세포를 임상에 적용할 숫자의 세포를 배양함에 있어서 배양과정 중에 생길 수 있는 유전자 변이에 대해 핵형 검사 또는 유전자 변이 검사 등을 통해 유전적 안정성을 검증받아야 한다.
GMP 기준에 맞게 생산된 세포가 발암성, 독성, 유전변이성의 안전성이 확인되면 유효성 실험을 할 수 있고 유효성에서 효과가 검증되면 사람에게 적용할 수 있다.
그렇다면 줄기세포계의 블루오션으로 떠오르는 IPS세포의 상용화가 머나먼 꿈인 것일까?
IPS세포를 상용화를 하기 위해서는 아직까지 극복해야 될 난제가 많이 남았지만 분화능력이 뛰어난 IPS세포의 안전성을 극복했다는 것 하나만으로도 상용화에 한걸음 다가선 것으로 풀이된다.
알앤엘바이오 강성근 박사는 "IPS 세포는 현재 발암성의 문제가 세포 생산 효율의 문제점을 해결한다면 세포치료제 시장에 있어서 현재 사용되고 있는 성체줄기세포와 함께 난치병 치료에 기여할 것"으로 판단했다.
이와 관련해 국회 보건복지가족위원회 소속 정하균 의원(친박연대)은 "최근 IPS에 대한 기대가 커지고 있고 일부는 안전성확보에 성공하기도 했다"며 "멀지 않은 시간내 IPS세포 연구의 좋은 성과가 있을 것"이라고 전망했다.
역분화줄기세포는 환자의 체세포만을 이용해 무한대 증식능과 모든 세포로의 분화능을 지닌 배아줄기세포와 같은 만능세포를 확립하는 기술로 2006년 일본 교토대학의 야마나카 교수팀에 의해 최초로 보고됐다.
이같은 역분화 줄기세포는 줄기세포를 이용한 세포치료제 중 가장 이상적인 줄기세포 중 하나로 평가받고 있다.
또한 무한대 증식능과 모든 세포로의 분화능을 지닌 만능세포를 확립하는 기술로 환자의 체세포를 이용하기 때문에 세포치료시 나타날 수 있는 면역거부반응을 원천적으로 해결한다.
아울러 인간의 난자와 배아를 사용하는데 있어 발생하는 윤리적 문제를 완전히 해결할 수 있는 혁신적인 기술로서 인정돼 전 세계적으로 사상초유의 치열한 연구경쟁이 진행되고 있는 분야다.
최근에는 차병원 통합줄기세포치료연구소 김광수 소장팀이 세계 최초로 역분화 조절 단백질만을 이용한 역분화줄기세포 확립기술을 공동으로 개발하는데 성공했다.
또한 알앤엘바이오 역시 전기충격을 이용해 바이러스를 사용하지 않고 IPS를 확립 하는 등 임상이 가능한 IPS세포를 만들었다.
이같은 결과들은 환자의 체세포로부터 이용해 역분화과정을 통한 줄기세포 확립 기술의 임상적용시 문제가 됐던 안전성 문제를 해결함으로써 임상수준의 줄기세포 확립 기술을 개발한 것으로 획기적인 연구성과로 평가받고 있다.
세포응용연구사업단 김동욱 단장은 “기존 바이러스를 이용한 미국, 일본 등의 연구와는 다르게 ‘단백질’ 등을 이용해 안전성을 확보했다는 것에 큰 의미가 있다”고 평가했다.
하지만 김 단장은 “치료에 쓰이려면 세포 수와 생성시간 단축, 원하는 세포로 분화하는 것을 극복해야 한다”고 강조했다.
즉 IPS세포의 안전성이라는 큰 산은 넘었지만 치료에 쓰일 만큼의 세포 수를 확보하는 것과 응급환자에게 쓸 수 있을 만큼의 생성시간 단축, 환자 맞춤형 치료를 위해 원하는 세포로 분화하는 기술 연구가 더욱 필요하다는 것이다.
IPS 를 사람에서 사용하기 위해서는 안전성이 먼저 해결돼야 하고 그 다음이 유효성이다.
현재 IPS 가 가지고 있는 가장 큰 단점 중의 하나가 바이러스를 사용하든 바이러스를 사용하지 않든 현재까지 보고된 IPS 세포는 배아줄기세포와 마찬가지로 동물 실험을 하면 테라토마 (기형암종)가 형성된다.
이러한 테라토마의 형성이 되지 않은 IPS를 만들지 않으면 실제적인 임상적용에 한계가 있다. 이같은 발암성이 극복되면 동물 실험을 통해 독성이 없는지를 확인해야 하며 IPS 세포를 임상에 적용할 숫자의 세포를 배양함에 있어서 배양과정 중에 생길 수 있는 유전자 변이에 대해 핵형 검사 또는 유전자 변이 검사 등을 통해 유전적 안정성을 검증받아야 한다.
GMP 기준에 맞게 생산된 세포가 발암성, 독성, 유전변이성의 안전성이 확인되면 유효성 실험을 할 수 있고 유효성에서 효과가 검증되면 사람에게 적용할 수 있다.
그렇다면 줄기세포계의 블루오션으로 떠오르는 IPS세포의 상용화가 머나먼 꿈인 것일까?
IPS세포를 상용화를 하기 위해서는 아직까지 극복해야 될 난제가 많이 남았지만 분화능력이 뛰어난 IPS세포의 안전성을 극복했다는 것 하나만으로도 상용화에 한걸음 다가선 것으로 풀이된다.
알앤엘바이오 강성근 박사는 "IPS 세포는 현재 발암성의 문제가 세포 생산 효율의 문제점을 해결한다면 세포치료제 시장에 있어서 현재 사용되고 있는 성체줄기세포와 함께 난치병 치료에 기여할 것"으로 판단했다.
이와 관련해 국회 보건복지가족위원회 소속 정하균 의원(친박연대)은 "최근 IPS에 대한 기대가 커지고 있고 일부는 안전성확보에 성공하기도 했다"며 "멀지 않은 시간내 IPS세포 연구의 좋은 성과가 있을 것"이라고 전망했다.
메디컬투데이 민승기 (a1382a@mdtoday.co.kr)
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