미래 세포치료 책임질 ‘HLA 동형 줄기세포’가 뜬다

체세포복제-유도만능 세포 한계 넘어 경제·범용성 확보 가능

미래 세포치료제 시장의 개발 방안으로 ‘HLA 동형접합 역분화 줄기세포’가 대두됐다.

이동율 교수(차의과대학교 의생명과학과)는 재단법인 미래의학연구재단의 최신 동향 보고서 Vol.03를 통해 향후 세포치료제 개발에 있어서 HLA 동형접합 역분화 줄기세포가 가지는 가치들을 언급했다.

보고서에 따르면 1세대 줄기세포라고 할 수 있는 체세포복제 배아줄기세포는 1990년대 세계 최초로 체세포와 동일한 유전형질을 가진 복제양 ‘돌리’가 탄생하며 세상에 알려지기 시작했다.

체세포복제 배아줄기세포는 자신의 유전자형과 동일한 줄기세포지만, 난자로부터 세포질을 공급받기 때문에 미토콘드리아도 난자로부터 공급받게 된다.

이러한 특징은 세포치료제로 개발했을 때 면역거부반응을 일으킬 수 있는 단점이 될 수 있으나, 노화되거나 기능이상을 가진 미토콘드리아를 건강한 것으로 치환할 수 있어 이러한 질환을 가진 환자에게도 적용 가능한 줄기세포의 확보가 가능해졌다고 할 수 있다.

2006년에는 이미 다른 방향으로 분화된 세포의 유전자를 조작해 분화 이전의 세포 단계로 돌려 줄기세포로 유도하는 ‘역분화’ 과정을 적용한 유도만능 줄기세포(induced pluripotent stem cells, iPSC)가 등장했다. 역분화를 거쳤다고 해서 ‘역분화 줄기세포’라고 부르기도 한다.

특히 체세포와 동일한 유전자형을 가져 자기 몸의 면역적합성을 맞출 수 있으며, 난자를 사용하지 않고 누구나 손쉽게 만들 수 있다는 장점 덕에 환자맞춤형 줄기세포 치료제로 많은 관심을 받았다.

하지만 유도만능 줄기세포는 역분화 과정에서 도입되는 유전자나 벡터 등이 줄기세포의 유전적인 안정성의 변화를 일으킬 수 있다는 위험성과 역분화 과정의 정도관리 조절에 어려움이 있는 것으로 알려져 왔다.

이후 면역거부반응 발생 가능성과 유전적 불안정성이라는 한계를 지니고 있는 두 줄기세포 대신 결정적인 단점이 적고 치료제로 개발할 만한 가치가 높은 줄기세포의 필요성이 대두됐다.

답은 ‘HLA(human leucocyte antigen) 동형접합 역분화 줄기세포’에 있었다.

HLA는 인체 백혈구 항원을 뜻하는 말로, 최근 진행된 연구에서 HLA가 같은 건강한 공여자로부터 체세포를 기증받아 제작된 역분화 줄기세포는 유전질환을 유발하는 변이를 가지고 있지 않으며 HLA의 적합성이 맞는 많은 수용자에게는 공급이 가능하다는 사실이 밝혀졌다.

또 HLA 동형접합 형질을 보유한 기증자로부터 대부분의 세포를 만들어 낼 수 있는 전분화능(pluripotent) 줄기세포주를 확보한다면, 최소한의 세포주로 최대한의 사람들이 혜택을 받을 수 있을 뿐 아니라 많은 세포주를 필요로 하는 줄기세포 은행의 설립에도 도움을 줄 것으로 내다봤다.

그러나 아직 면역거부반응에 대한 부분은 온전히 해결되지 않았다. 다수에게 범용으로 적용이 가능해지는 것은 분명한 장점이지만, 실제적으로 줄기세포에서 유래된 세포가 인간의 체내에서 면역거부를 피하며 기능을 유지하는지에 대한 선행 연구가 필요한 상황이다.

이 교수는 “HLA 동형접합 역분화 줄기세포를 이용하면 다수의 환자에게 사용이 가능해 경제성을 확보할 수 있고, 수요가 많은 질환에서는 제품화도 가능해져 긴급적용의 필요성도 만족할 수 있다. 물론 HLA 형질을 맞출 수 없는 소수에서는 특이형질은 환자맞춤형 줄기세포나 다른 종류의 줄기세포로 대체해야 할 것”이라고 조언했다.