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가톨릭중앙의료원 첨단세포치료사업단은 주지현 서울성모병원 류마티스내과 교수,임예리 가톨릭대 유도만능줄기세포 응용연구소 교수,5 포커남유준 입셀 연구원 공동 연구팀이 서울성모병원이 줄기세포를 활용해 만든 3D 연골 세포 주사제를 골관절염 환자에게 투여하고 안전성을 입증했다고 12일 밝혔다.
골관절염은 나이가 들거나 반복적으로 관절을 사용하면서 연골이 닳고 관절통과 움직임 제한이 생기는 대표적인 퇴행성 질환이다.약물 치료,물리 치료,비바 슬롯주사 치료 등을 통해 증상을 완화하는 방법이 대부분이며 연골을‘재생’시키는 치료법은 매우 제한적이다.
연구팀은 유도만능줄기세포(iPSC)에 주목했다.iPSC는 성인의 피부나 혈액 세포처럼 이미 정해진 역할을 가진 세포를 다시 초기 상태로 되돌려 어떤 세포로든 자라날 수 있도록 만든 줄기세포다.우리 몸의 다양한 조직이나 기관의 세포로 바꿀 수 있는 특별한 능력이 있다.
이번 연구에선 iPSC를 이용해 연골 세포를 만들었다.연골 세포를 3D 구조의‘스페로이드’형태로 가공해 주사제 형태로 개발했다.스페로이드는 말 그대로 작은 구형의 세포 덩어리로 몸 안에 넣었을 때 안정적으로 자리를 잡고 기능할 수 있도록 설계됐다.
연구 핵심은 주사제가 투입된 공간이‘관절강’이라는 점이다.관절강은 관절을 싸고 있는 공간으로 일반적인 조직보다 면역세포의 접근이 제한되는‘면역 특권’영역으로 알려졌다.
보통 타인의 세포를 몸에 넣으면 면역체계가 면역거부반응을 일으킨다.관절강은 혈류가 제한되고 면역세포도 잘 침투하지 못하는 구조여서 이식된 세포가 비교적 안전하게 자리잡을 수 있다.
연구팀은 관절강의 이러한 특성을 이용해 조직적합성항원(HLA)이 일치하지 않은 다른 사람에게서 유래한 iPSC 연골 세포를 환자에게 이식하고도 면역 거부 반응이 나타나지 않음을 확인했다.기존 치료법에서는 보기 힘든 새로운 접근 방식이다.
연구팀은 4월 17일과 4월 30일 두 차례에 걸쳐 두 명의 골관절염 환자에게‘유도만능줄기세포(iPSC)’에서 유래한 3D 연골 세포를 관절강에 직접 주사했다.
환자 모두 치료 과정에서 특별한 이상 반응 없이 시술을 잘 마쳤다.짧은 기간 내 염증이나 통증과 같은 부작용도 나타나지 않았다.줄기세포 기반의 3D 연골 세포를 주사로 투여한 임상 사례로는 세계 최초다.
이번 연구는 단순한 증상 완화를 넘어 손상된 연골 자체를 줄기세포로 대체하거나 재생시키는 방향으로 나아갔다는 점에서 주목된다.연구팀은 “특히 고령화가 빠르게 진행되는 상황에서 골관절염 환자의 삶의 질을 획기적으로 높일 수 있는 기술로 기대된다”고 말했다.
연구를 이끈 주지현 교수는 “이번 임상은 단순한 한 번의 시도가 아니라 지난 수년간 줄기세포 연구와 임상 경험이 차곡차곡 쌓인 결과물”이라며 “앞으로도 장기적인 추적 관찰을 통해 치료 효과와 안전성을 면밀하게 입증할 계획”이라고 밝혔다.
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