차바이오그룹 뉴스룸

신약개발의 패러다임(paradigm)은 화학물질의 합성 개념에서 출발하였지만 현재는 단백질 공학을 이용한 항체 치료와 같은 바이오 신약의 개념으로 그 의미가 넓어지고 있다. 최근에는 치료를 위해 살아있는 세포를 환자에게 주입하는 세포치료의 개념으로 확장되고 있다.

줄기세포는 우리 몸의 여러 세포나 조직으로 분화할 수 있는 능력을 가진 원천 세포다. 손상되거나 기능이 저하된 부위를 재생시키는 특성을 활용해 기존의 치료법으로는 치료가 불가능한 질병을 근본적으로 치료할 수 있는 방법을 우리에게 제시해 준다. 다양한 종류의 줄기세포 중에서도 특히 주목받으며 연구자들이 활발히 연구하는 세포가 ‘중간엽줄기세포(Mesenchymal Stem Cell, MSC)’다.

여러 세포로 분화할 수 있는 ‘만능 일꾼’

우리 몸은 정교한 건축물 같다. 뼈, 근육, 지방, 피부 등 다양한 재료로 구성되어 있다. 중간엽줄기세포는 이 건축물에서 여러 재료로 변신할 수 있는 ‘만능 일꾼’ 같은 세포다.

<중간엽줄기세포는 뼈, 연골, 지방 등 다양한 종류의 세포로 분화할 수 있다.>

중간엽줄기세포는 수정란이 분열하여 생긴 중배엽에서 분화된 연골, 골조직, 지방조직, 골수의 기질(stroma) 등에 존재하는 줄기세포다. 필요에 따라 뼈, 연골, 지방 세포 등으로 분화할 수 있는 잠재력을 지니고 있다.

중간엽줄기세포의 가치는 여기서 그치지 않는다. 최근 많은 연구에서 중간엽줄기세포에서 발생하는 다양한 성장인자, 면역조절물질, 그리고 엑소좀(Exosome)과 같은 나노 입자를 포함하는 ‘분비체(Secretome)’가 손상된 조직의 재생을 돕거나 염증을 완화하는 등 우리 몸의 회복 과정에 긍정적인 영향을 줄 수 있다고 밝혀졌다.

중간엽줄기세포는 다른 사람에게 이식했을 때 면역 거부 반응을 일으킬 가능성이 낮다는 것도 장점이다. 그래서 환자 자신의 세포를 사용하지 않고도 다른 사람의 건강한 중간엽줄기세포를 사용해 치료하는 것이 가능하다.

<중간엽줄기세포의 관찰 이미지>

많은 연구자들이 이런 중간엽줄기세포의 특성을 활용해 디스크 퇴행이나 신경 손상과 같은 난치성 질환의 치료 가능성을 제시하는 연구를 활발히 진행하고 있다. 이 외에도 급성호흡곤란증후군(ARDS), 폐 섬유증, 뇌졸중, 알츠하이머병, 크론병, 궤양성 대장염 등 다양한 질환에 대한 임상시험이 진행 중이다. 특정 염증 유발 물질에 노출시켜 중간엽줄기세포의 항염증 반응을 강화하는 방식으로 치료 효과를 높이려는 연구도 진행되고 있다.

앞으로 중간엽줄기세포를 활용한 혁신적인 치료법이 개발될 것으로 기대된다. 복합적인 치료 효과와 비교적 안전한 특성 덕분에, 중간엽줄기세포는 현재 다양한 질환에 대한 세포치료제 개발에서 중요한 위치를 차지하고 있다.

차바이오텍, 글로벌 중간엽줄기세포주 뱅크 구축

차바이오텍은 2025년까지 10개의 탯줄 내 와튼젤리(Wharton Jelly) 유래 글로벌 중간엽줄기세포 주 뱅크를 구축하고 있다. 미국, 유럽, 일본, 한국의 공여자 적합성 기준을 모두 충족하고, 조직분리부터 세포주 구축을 GMP 기준을 충족하는 시설 및 절차에 따라 진행 중이다.

<차바이오텍 연구원이 세포보관소의 상태를 확인하고 있다>

차바이오텍은 이렇게 구축한 글로벌 중간엽줄기세포주 뱅킹을 기반으로 난소기능부전 치료제, 무릎 연골결손 치료제, 치은퇴축(특정 원인에 의해 잇몸이 내려가는 현상) 치료제 등을 개발하고 있다.

확보한 세포주에 질환 특이적 기능강화(priming) 기술을 적용함으로써 차세대 줄기세포 치료제로의 확장도 추진하고 있다. 다양한 질환의 병태생리학적 특성에 맞춰 조직재생촉진, 면역조절, 항염증, 항섬유화, 항산화, 항노화 및 혈관신생 유도 등 치료 효능이 강화된 기능성 중간엽줄기세포 플랫폼을 개발하고 있고, 이를 기반으로 파이프라인별 맞춤형 세포치료제를 설계하고 있다.

난소기능부전(POI) 치료제는 차병원·차바이오그룹의 난임 치료 및 여성의학 임상 역량과 연계해 개발 중이다. 기능강화 중간엽줄기세포의 항염증·항섬유화·혈관신생 촉진 효과를 기반으로 난소 조직의 기능 회복과 재생을 목표로 하고 있다. 이를 통해 난임 환자 대상의 새로운 치료 옵션 제공을 지향하고 있다.

무릎 연골결손 치료제는 글로벌 세포주에서 유래한 기능강화 중간엽줄기세포와 이로부터 분화시킨 연골전구세포를 혼합해 생체조직(ECM scaffold) 기반으로 결손 부위에 적용함으로써 근본적인 연골 재생 효과를 극대화할 계획이다.

치은퇴축 치료제는 ECM 성분 기반 생체조직과 결합한 기능강화 중간엽줄기세포를 잇몸 국소 부위에 투여해 조직 재생과 염증 완화 효과를 동시에 유도함으로써 치은 퇴축 문제의 근본적 치료를 목표로 한다.

일관된 세포 품질과 효능 예측이 숙제

중간엽줄기세포가 가진 잠재력은 매우 크지만, 세포치료제로 개발하고 실제 임상에 적용하는 과정에는 몇 가지 해결해야 할 과제가 있다.

가장 중요한 문제 중 하나는 ‘일관성’과 ‘효능 예측’이다. 중간엽줄기세포는 기증자에 따라 특성이나 효능에 차이가 있을 수 있다. 또한, 어떤 방법으로 세포를 배양하고 준비하느냐에 따라서도 세포의 품질이 달라질 수 있다. 세포의 분리, 배양 등 각 단계에서 발생하는 변동 요인을 파악하고 제어하는 것이 중요하다. 재현성 있는 결과를 얻기 위해서는 세포 생산 과정을 표준화하고 품질을 평가할 수 있는 정확한 기준이 필요하다.

이식된 세포가 치료를 필요로 하는 손상된 부위까지 잘 찾아가서 살아남아 치료 효과를 발휘하는 것이 중요하다. 이를 위해 세포 이식 전에 특정 물질로 처리하거나 3차원 배양 환경에서 키우는 등 세포의 생존력과 효능을 높이기 위한 다양한 전처리 방법이 연구되고 있다.

치료 효능을 정확하게 예측하고 환자 맞춤형 치료를 구현하기 위한 연구도 지속적으로 필요하다. 어떤 환자에게, 어떤 특성의 중간엽줄기세포를, 어떤 방식으로 투여했을 때 가장 효과적인지를 과학적으로 밝혀내는 것이 중요하다. 이러한 노력들을 통해 중간엽줄기세포 치료제의 효과를 극대화하고 더 많은 환자에게 혜택을 줄 수 있을 것이다. #