[미리안 브리핑]
그러나 이들 시험의 대부분에서는 심장 기능에서 미미한 개선만이 이루어졌으며, 효과도 지속되지 못한다는 문제점이 확인되었다. 이러한 문제점의 원인으로는 이들 세포들이 심장에서 유지되지 못하거나 인체에 투입된 후에 사멸되기 때문이라고 한다.
이번에 에모리대학의 심장학자들이 줄기세포 요법의 문제점을 해결하는 방법을 ‘Journal of the American Heart Association’ 최신호에 제시하였다. 연구팀은 알긴산(alginate)이라는 겔(gel) 유사 물질 캡슐에 줄기세포를 포함시키는 방법을 활용하였다. 이렇게 제조된 캡슐 줄기세포는 장기적인 치료 효과를 나타냈다고 한다.
이번에 연구팀은 중간엽 줄기세포 캡슐을 이용하여 패치(patch)를 만들어서 심장마비가 발생했던 래트의 심장에 부착시켰다고 한다. 대조군의 래트에서는 줄기세포가 직접 도입되거나 줄기세포가 없이 패치만을 부착시켰다고 한다.
여기서 줄기세포 캡슐 패치가 도입된 래트의 경우 1개월 후에 경흉부 심장초음파 검사와 심장 자기공명 영상에서 모두 심장기능이 크게 향상되고, 심장에 발생한 흉터의 크기가 감소하고, 새로운 혈관의 성장도 많이 이루어진 것으로 나타났다고 한다.
더하여 캡슐에 포함시킨 줄기세포들이 더 많이 살아있는 것으로 나타났다. 연구를 주도한 동대학 의학부 심장분과장인 W. Robert Taylor 교수와 의료공학과의 Wallace H. Coulter 교수는 “심장 세포 요법에서 이 새로운 방식은 세포의 유지와 생존을 늘리는데 효과적이다. 심혈관 질환에서 여러 형태의 재생 치료에 이 방식이 적용될 수 있을 것”이라고 설명했다.
심장마비가 발생한 후에 심장에 도입된 줄기 세포들은 극심한 염증 환경과 물리적인 힘을 접하게 된다고 한다. Taylor 교수는 “이들 줄기세포들은 사회적 피조물로서 함께 행동한다. 심근경색 발생 후의 세포 요법제 시험에서 1시간 만에 세포의 90% 이상이 소실되는 것으로 나타났다.
이러한 수치로 판단한다면 세포를 유지시키는 것이 세포 요법제의 효과를 높이는데 중요한 요소로 판단된다”고 설명했다. 이러한 점에서 줄기세포의 캡슐화는 심장에서 오랫동안 세포들이 살아서 유지하게 만들어준다고 한다. 줄기세포 캡슐은 주변 환경을 감지하고 성장인자와 같은 세포에 도움이 되는 작은 단백질의 유출을 도와주는 반면에 항체와 같은 거대 단백질의 공격을 방어해준다고 한다.
줄기세포 캡슐 제조에 이용된 알긴산은 의료공학과 요리에 오랫동안 이용되어 왔다. 알긴산은 창의적인 쉐프의 요리 도구이자 메디폼과 같은 상처 피복재의 일부이고, 치과에서도 이용되고 있다. 연구팀의 일원인 당뇨병 연구자인 Collin Weber는 인슐린 생산 소도 세포를 알긴산 캡슐에 포함시켜서 당뇨병 환자들에 대한 임상 시험도 진행하고 있다고 한다.
줄기세포를 알긴산 젤에 포함시키기 때문에 이들 세포가 심장근육 조직의 일부가 되거나 죽은 심장 세포들을 대체하지는 못할 것이다. 대신에 연구팀은 줄기세포 캡슐이 심장에 도움이 되는 호르몬이나 성장인자를 제공하여 새로운 혈관 생성을 촉진시켜줄 것으로 믿고 있다.
또한 이번 시험에 이용된 중간엽 줄기세포는 골수나 지방과 같은 성체 조직에서 얻어지며 뼈, 지방, 연골 세포는 될 수 있지만 근육이나 뇌와 같은 다른 형태의 세포는 되지 못한다고 한다.
래트에게 인위적으로 심장마비를 발생시키고 1달 후에 심장이 혈액을 방출하는 양을 측정하는 박출 계수(ejection fraction)가 72%에서 34%로 하락했다고 한다. 이 때 래트들에게 중간엽 줄기세포 캡슐을 이식하면 박출 계수가 56%로 높아지는 반면에 대조군에서는 39%로 크게 증가하지 않았다고 한다.
줄기세포 캡슐의 주요 효과 중 하나는 혈관 성장의 촉진이었다. 실제로 줄기세포 캡슐이 투여된 래트들의 경우ㅡ 대조군 래트들과 비교하여 혈관 손상 부위의 혈관 밀도가 몇 배나 증가했다고 한다.
그렇다면 줄기세포 캡슐은 심장에 얼마나 오래 유지될까? 이번 시험에 이용된 패치는 10일 후에 분해되는 하이드로겔(hydrogel)로 만들어졌다. 연구팀은 다른 소재들 이용하여 패치가 용해되는 것과 캡슐이 패치에 유지하는 정도를 조절하는 시험을 계획하고 있다.
연구팀은 임상 설정에서 환자 자신의 세포를 세포 요법제에 이용하는 것이 목표라고 설명했다. 중간엽 줄기세포는 환자의 골수에서 얻어질 수 있다고 한다. 생체에서 분리된 중간엽 줄기세포는 충분한 치료효과를 얻기 위하여 에모리 대학 개인 맞춤화 면역요법 세터의 설비에서 수일간 증식 배양되게 된다.
출처 : http://www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131011101229.htm
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