KIST에서 개발한 기능 강화 줄기세포 스페로이드 배양법 및 줄기세포치료제의 치료 모식도/사진=KIST

한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구단 김상헌 박사팀이 식품의약품안전처로부터 심혈관 질환 중 하나인 ‘ 중증하지허혈’ 세포치료제 임상시험을 승인 받았다고 19일 밝혔다.

중증하지허혈은 허벅지·종아리·발 등 하지 부분에 혈액을 공급해주는 주요 혈관이 막혀 발병하는 말초동맥질환의 심각한 단계를 지칭한다. 말초동맥질환은 흡연, 고혈압, 당뇨 등 다양한 원인에 의해 악화하며 궤양이나 발끝이 썩어 들어가는 중증하지허혈로 발전하게 된다.

현재 중증하지허혈과 같은 말초동맥폐색질환 치료제는 없다. 이 질환의 치료를 위해서는 동맥우회술과 경피적 혈관성형술이 있으나, 수술의 위험성 및 치료효율의 감소 등의 문제점이 있다. 현행 치료기술의 한계를 극복하고, 허혈증상을 개선할 수 있는 ‘줄기세포 3차원 미세조직체 기술’은 기존 세포치료기술과의 차별성·독창성을 지니고 있다.

KIST 생체재료연구단 김상헌 책임연구원/사진=KIST

김 박사팀은 중증하지허혈 세포치료제를 개발하기 위해 줄기세포가 접착할 수 있는 새로운 생리활성 단백질을 개발하고 이 단백질을 시판되는 배양접시에 간편하게 코팅해 줄기세포를 3차원 스페로이드로 배양시켰다. 스페로이드는 다수의 세포가 덩어리 형태로 뭉친 세포 원형 집합체를 말한다.

배양된 스페로이드를 주사제와 혼합해 중증하지허혈 질환자의 환부에 주사하면 염증 억제 및 혈관 생성을 통해 환부의 통증 및 괴사를 억제해 치료할 수 있다.

연구진은 후보 줄기세포치료제를 혈관이 완전히 제거된 실험용 쥐에 투여해 다양한 재생 효과를 검증한 결과, 기존의 방법에 비해 생체 내에서 주입한 줄기세포의 높은 생착율 및 혈관신생능력 뿐만 아니라, 염증에 의한 섬유화가 억제돼 우수한 조직재생 능력을 확인했다.

김 박사는 “개발한 줄기세포 3차원 미세조직체는 간단한 제조공정과 세포 생착율 및 혈관신생이 우수하고, 허가가 다소 쉬운 성체줄기세포를 활용한 것으로 치료제로서 상용화에 가장 근접해 있다고 할 수 있다”며 “이번 기술은 성체줄기세포뿐만 아니라 역분화·배아줄기세포 유래의 다양한 세포에도 응용할 수 있고 적응증도 넓힐 수 있는 원천기술로써 활용할 수 있다”고 말했다.