캘리포니아 Irvine 대학의 Seiler 박사 연구팀이 미국 캘리포니아 재생 의약 연구소(CIRM)로부터 4백 8만 달러(한화 약 52억 원)의 기금을 받아 실명 질환인 망막색소변성증(RP) 치료를 위해 새로운 줄기세포 기술 개발에 나섰다. 이 치료 기술은 RP뿐만 아니라 황반변성 질환의 치료에도 사용될 수 있다.
Seiler 박사는 "우리의 목적은 줄기세포에서 유래한 망막 오가노이드(Organoid, 인공 유사장기)로부터 시트 형태의 망막 조직을 만들고, 이를 환자의 눈에 이식하여 실명을 치료하는 것이다. RP 질환 말기에는 빛을 인지하는 광수용체가 죽어가면서 점진적으로 실명에 이르게 된다."고 설명했다.
RP와 황반변성 환자들은 그 숫자가 수백만 명에 이르며 이들은 치료 방법이 없는 실명 질환으로 고통받고 있다. 기존의 치료 기술로는 광수용체를 되살릴 수 없기 때문에 말기 환자들을 치료하는 것은 아직까지 불가능하다. 미국 FDA는 이 두 가지를 희귀질환으로 지정한 바 있으며, 황반 변성의 경우는 65세 이후에 실명하는 주요 질환에 속한다.
지난 1995년 이후로 Seiler 박사 연구팀은 망막의 시트형 조직을 만들었고, 독자적인 특허 기술로 이를 이식하는 장비와 수술 방식을 개발하였다. 그리고 이를 사용하여 현재 4종류의 실험동물에서 시각 반응을 호전시키는 데 성공하였다.
그녀는 "우리 기술의 목적은 손상된 광수용체를 대체시키고 안구 내에서 신경 연결을 다시 만들어 주는 데 있다."라고 강조했다.
2014년에 Seiler 박사는 미국 재생의학 연구소의 기금을 받아서 그동안 배아줄기세포를 이용하여 3차원 망막 세포 조직을 만들었고, 이를 이식하여 시각을 회복시키는 기술을 개발하기에 이르렀다.
그녀의 과거 연구는 이미 임상 1/2상에 돌입하여 낙태아 망막 조직에서 추출한 절편(망막색소 상피 조직을 포함)을 이식하여 RP와 황반변성 환자의 시각을 개선한 바 있다. 당시 임상에 참여한 환자들은 망막이 손상되어 중심 시야가 사라진 말기 환자들이었다.
더불어 2018년 9월 Experimental Eye Research 학술지에는 그녀의 연구 성과로 과거 임상에서 사용된 망막 조직의 이식 기술을 통해 광수용체를 성숙시켜 뇌에서 시각 반응을 회복시키는 데 성공하였다고 발표하였다. 현재 진행되고 있는 연구는 근본적으로 많은 환자들을 치료할 수 있도록 충분히 가용할 수 있는 세포의 원천을 개발하는 일이다. 이를 위하여 인간의 배아줄기세포를 이용함으로써 과거 임상에서 사용된 낙태아 망막을 대체할 예정이다.
또한, 2018년 5월 Seiler 박사 연구팀은 안과 및 시과학 연구지에 망막 시트형 조각을 이식하는 연구 결과를 소개하였는데, 배아줄기세포를 이용하여 제작된 시트형 망막 조직이 이식 후 분화, 융합 과정을 거쳐서 RP 쥐 모델에서 시각 기능이 개선되었음을 보여주었다. 최근 CIRM 기금을 받은 연구팀들은 동일한 형태의 망막 조직을 사용하여 조만간 임상으로 진행해갈 예정이다.
한편 연구자들은 두 가지 방식으로 시각 기능을 검증하기 위해 일반 시력 테스트와 뇌의 전기 생리적 반응을 확인하였다. 이 과정에서 줄기세포 기술로 치료받은 쥐의 시각 기능이 현저히 개선되는 것으로 나타났다. 사용된 망막 조직은 광수용체를 포함하여 다른 망막 세포들로 발달하였으며 기존 세포들과 원활한 연접을 이룬 것으로 보고되었다.
이번 CIRM 연구 기금은 ‘배아줄기세포에서 만들어진 망막의 오가노이드(인공 유사장기)로부터 분리한 시트형태의 조직을 RP 질환 모델에 이식함으로써 이에 따른 형태학적 및 기능적 세포 융합 연구’라는 제목의 연구 과제로 제공되었다.
참고로 미국 캘리포니아 Irvine 대학의 Sue & Bill 줄기세포 연구소는 2010년에 설립되었으며, 재생 의약 개발의 국제적인 리더로서 망막색소 변성증을 포함하여 루게릭, 뇌졸중, 알츠하이머 등 퇴행성 신경 질환을 위주로 한 줄기세포 치료 연구에 집중하고 있다.
출처: https://eurekalert.org/pub_releases/2018-06/uoc--urr062518.php
