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손상된 심장 되살리는 기술 포스텍 참여 국제 공동연구팀이 개발

2020-03-26 03:00

유전자 조작 줄기세포 배합
심근경색 개선하는 패치형태 바이오잉크 제작
손상된 심근에 이식하는 '인 비보 프라이밍' 치료법 개발

엔지니어드 줄기세포(HGF-eMSC)를 사용한 기존 줄기세포(BM-MSC)의 체내 프라이밍 기본 메커니즘 개념도.포스텍 제공

연구를 주도한 장진아 포스텍 교수.

【포항】국제 공동연구팀이 줄기세포의 기능을 향상시켜 혈관을 재생하고 심근경색 부위를 개선하는 패치를 개발했다.

포스텍은 25일 포스텍 창의IT융합공학과 장진아 교수, 산스크리타 다스 박사, 시스템생명공학부 정승만 박사과정과 가톨릭대 박훈준 교수, 박봉우 박사과정, 정수현 연구원,
홍콩시립대 반기원 교수로 구성된 공동연구팀이 (주)에스엘바이젠이 개발한 유전자 조작 줄기세포(엔지니어드 줄기세포)를 배합해 패치형태의 바이오잉크를 제작, 이를 손상된 심근에 이식하는 ‘인 비보 프라이밍(in vivo priming)’치료법을 개발했다고 밝혔다.

온몸에 혈액을 공급해 펌프역할을 하는 심장 주위의 혈관이 막히거나 심장근육의 일부가 손상될 경우에는 줄기세포를 이용하는 치료법이 사용된다. 골수에서 채취한 중간엽 줄기세포의 임상 사용이 확대됐지만 이식해도 곧 사멸하는 문제점이 있다.

이에 공동연구팀은 기존의 줄기세포(BM-MSC)에 간세포 성장 인자를 지속적으로 생산하도록 유전자를 조작해 줄기세포의 치료 잠재력을 향상시켰다. 또한 ‘엔지니어드 줄기세포(HGF-eMSC)’를 줄기세포와 혼합해 바이오잉크 패치를 심근경색이 진행된 심장근육에 이식했다. 연구팀은 주사로 전달할 수 있는 세포의 양이 제한적인 것을 감안해 심장 유래 세포외기질 바이오잉크를 사용해 패치 형태로 만들었다.

패치형태로 이식된 세포는 중간엽 줄기세포만 이식한 실험군에 비해서 체내에서 더 오래 생존하고 더 많은 수의 심근 세포가 살아남았다. 혈관 형성 및 세포 생장에 도움을 주는 사이토카인 분비가 극대화되면서 양분을 원활하게 전달해 혈관 재생을 촉진할 분 아니라 심근세포의 생존기능을 강화하기 때문으로 확인됐다.

엔지니어드 줄기세포(HGF-eMSC)를 통해 이식된 줄기세포는 궁극적으로 혈관 재생을 향상시키고 심근경색 부위를 개선시켜 심근경색 치료의 획기적인 치료법이 될 수 있다는게 연구진의 설명이다.

장진아 포스텍 교수는 “이번에 개발된 엔지니어드 줄기세포와 바이오프린팅 기술을 활용함으로써 이미 식약처와 FDA 등에서 승인을 받은 성체줄기세포의 기능을 강화시킬 수 있다”며 “머지않은 시일 내 새로운 개념의 심근경색 치료제를 개발하는 것이 목표”라고 밝혔다.

김기태기자 ktk@yeongnam.com