‘인공골수’ 이용한 백혈병 치료 가능성 확인

적혈구나 면역기능을 담당하는 백혈구 같은 혈액 세포는 주기적으로 새로운 세포로 계속 교체되어야 한다. 그런데 백혈병 같은 혈액질환이 발생하면 정상적인 혈액 세포의 생성이 억제되어 문제가 발생한다.

백혈병은 혈액 세포 중 백혈구에 발생한 암으로, 비정상적인 백혈구가 과도하게 늘어나서 정상적인 백혈구와 적혈구, 혈소판의 생성이 억제된다. 정상적인 백혈구의 수가 감소하면 면역기능에 이상이 발생한다. 백혈병 환자에게 있어 조혈모세포 이식은 매우 효과적인 세포치료법 중 하나다. 하지만 이식이 가능한 골수를 기증 받는 것 자체가 매우 어려운 실정이다.

출생 당시 제대혈을 채취해서 보관했다면 조혈모세포를 추출해서 투여하면 되지만 제대혈을 보관하고 있는 사람은 많지 않다는 것이 문제다. 또 다른 해결책은 자신의 조혈모세포 수를 체외에서 증폭해서 다시 투여하는 것이다.

하지만 조혈모세포 인공배양은 매우 어려워서 실제 임상에 적용되지 못하고 있다. 이는 조혈모세포의 분화(differentiation) 속도가 너무 빠르고 체외에서 불안정해서 줄기세포의 성질을 쉽게 잃어버리는데서 기인한다.

분화란 발생과정에서 세포가 형태적, 기능적 특수성을 획득하는 과정으로 어떤 세포로든 분화될 수 있는 줄기세포의 특성을 가지고 있는 조혈모세포가 혈구 세포 이외의 다른 세포로 분화되면 제기능을 기대하기 어려워진다. 조혈모세포에 체외에서 줄기세포의 성질을 유지할 수 있도록 하려면 골수와 유사한 환경을 제공할 수 있는 ‘인공 골수’ 개발이 필요하다.

조혈모세포는 골수에서 자가 복제 및 분화를 통해 백혈구, 적혈구 및 혈소판 등의 혈액세포를 만들어 내는 세포이다. ‘조혈줄기세포’라고도 불리는 조혈모세포는 성인의 경우 주로 골수에 약 1% 정도가 존재한다. 조혈모세포는 상대적으로 수가 적지만 뛰어난 자가 복제능력을 지녔기 때문에 조혈작용을 무리 없이 수행한다. 기증자의 조혈모세포를 수혈하듯이 쉽게 이식할 수 있는 이유는 스스로 골수를 찾아가는 귀소본능이 있기 때문이다.

티디크 교수 연구진은 막스플랑크연구소(Max Planck Institute for Intelligent Systems) 및 튜빙겐대학(University of Tubingen)과 협업 연구를 통해 인공 골수 개발에 성공했다. 연구진이 개발한 인공 골수는 히드로겔로 천연 골수의 해면뼈 조직 구조를 재현한 것으로, 천연 골수와 유사한 환경을 제공한다.

조혈모세포는 인공 골수 내에서 줄기세포의 성질을 유지하면서 안정적인 증식이 가능하다. 연구진은 제대혈에서 추출한 조혈모세포 배양실험을 통해 인공 골수의 기능을 입증했다. 이같은 연구결과는 ‘바이오머티리얼스(Biomaterials)’ 저널 최신호에 게재되었다.

출처 http://www.kit.edu/besuchen/presseinformationen_14404.php