[바이오칼럼]줄기세포치료 위해 전진(1)

불과 2년 전, 전세계의 의(醫)생명과학계 뿐 아니라 우리 국민 모두가 혹독한 시련을 겪은 일이 있었다. 다름아닌 줄기세포(stem cell)에서 줄기세포주(cell line)를 확립할 수 있는 원천기술의 확보여부와 줄기세포주의 존재 유무를 두고 양측이 팽팽하게 대립했던 논란이다. 설사 이 사건이 한 과학자의 백일몽으로 끝난다 해도, 희망을 잃었던 불·난치성 환자와 그 가족들에게 던져줬던 희망의 불꽃은 실로 지대했다고 아니할 수 없다. 희망을 버리기에는 혁신적인 의료기술과 새로운 치료법이 실현할 미래에 대한 기대가 너무나도 절실하기 때문이다

근래에 들어 의료기술의 발전으로 말미암아 생체에서 여러가지 다양한 방법으로 소량의 줄기세포를 안전하게 추출하고 이를 다양한 세포로 분화하는 연구가 급속하게 진전되어 왔다. 그러나 여러가지 방법으로 확보한 '배아줄기세포 (ESC)'나 '성체줄기세포 (ASC)'를 본격적인 치료 목적으로 사용하기 위해서는 환자에게 지속적인 투여할 수 있어야 하므로, 줄기세포를 외부에서 대량으로 증식시킬 수 있어야 한다.


줄기세포주 확립의 필요성

줄기세포가 가진 '지속적인 자기복제(self renewal)'와 '다양한 세포로 성장할 수 있는 분화능력 (pluripotency)'에 바탕을 둔 '줄기세포 치료법(stem cell therapy)'이 실현되기 위해서는 먼저 '환자맞춤형 (patient specific) 줄기세포주'의 확립이 선행되어야 한다. 결국 줄기세포주를 확립하는 기술의 개발이야 말로 줄기세포 치료법의 성패를 가늠할 수 있는 바로미터가 되는 것이다.

줄기세포주 확립을 위해 그동안 다양한 방법이 시도되어 왔다. 인공수정 과정에서 확보한 잉여 배아 내에 있는 소량의 줄기세포(inner cell mass)를 추출 후 세포배양을 통해 콜로니를 형성하는 방법, 또는 국내에서 황우석 교수가 시도하여 젓가락 기술로 일컬어지는 난자를 이용한 체세포 핵치환(SCNT) 등이 바로 그것이다. 그러나 이 두 가지 방법 모두 아직은 해결해야 할 문제가 매우 많다는 점 또한 이미 주지의 사실이다.


생명으로 성장할 배아를 파괴하여 줄기세포를 추출하는데 따른 생명윤리 문제나 핵치환법으로 체세포를 복제하기 위해 필요한 엄청난 난자의 수는 이 분야의 연구 진행을 어렵게 하는 걸림돌이 되고 있다. 줄기세포 치료법을 실현하기 위해서는 이러한 윤리적 문제를 최소화시키면서 환자에 대한 면역 거부반응 없이 효율적으로 개인맞춤형 줄기세포주를 확립해야 한다. 이 것이야 말로 줄기세포 치료법 실현의 첫 걸음이자, 가장 중요한 전제조건이라 할 수 있다.

세포투과성 단백질을 활용한 줄기세포주 확립

지난 2년간 프로셀㈜와 전남대 의대 연구실을 오가며 산학협력을 통하여 줄기세포주 확립을 위한 핵심기술 개발을 추진하였고, 최근 큰 진전을 이룬 바 있다. 프로셀㈜이 보유한 단백질소재 바이오신약 개발 원천기술인 '거대분자 세포 내 전송기술 (MITT)'을 이용해 줄기세포의 '자기복제'와 '분화억제'를 유도하는 2종의 기전특이적인 단백질을 세포투과성(cell permeable)으로 재조합 하는데 성공한 것이다.

환자에게서 추출한 소량의 줄기세포(ESC, ASC)에 프로셀이 개발한 세포투과성 단백질을 전송하면, 줄기세포의 정체성을 유지하면서도 지속적으로 증식하는 '줄기세포주(cell line)'를 확립하는 일이 가능해질 것으로 전망한다. 지난 수년간의 공방을 통해서 이미 우리에게 익숙해진 '환자맞춤형 줄기세포 치료법'이 프로셀의 기술로 현실화에 한걸음 더 다가가게 되는 것이다.

단백질 전달을 위해 바이러스를 이용 유전자를 전송하는 방법을 사용하는 해외의 다른 연구진과는 달리 프로셀은 단백질 자체를 직접 세포 안으로 전송하여 바이러스로 인한 유전자 변형 (Genetically Modified : GM)의 위험성을 원천적으로 없앴다. 유전자 변형의 위험이 없는 안전하면서도 혁신적인 원천 기술이 바로 프로셀이 자체 개발하여 완성한 "거대분자 세포 내 전송기술인 것이다.