STEM CELL
개념
Concept
01줄기세포 치료 개념
Stem Cell Therapy Concept
30년 동안 조혈모세포이식은 백혈병이나 림프종과 같은 질환을 가진 사람들을
치료하는 데에 사용되어왔다. 줄기세포 이식 관점에서 보면. 기증자의 건강한
골수는 숙주의 몸에 부족한 세포를 만들어 내기 위해 관련 줄기세포들을 다시
만들어낸다. 또한 이식된 줄기세포는 암세포를 죽이는 데 도움을 주는 면역
반응을 만들어낸다. 하지만 이 과정이 과하게 진행될 수도 있고, 이것이
이 치료의 가장 심각한 부작용인 이식 vs 숙주 질병으로 이어질 수 있다.
02줄기세포 치료 발전과 예시
Stem Cell Therapy Advances And Examples
대표적인 줄기세포 치료법으로는 2012년 캐나다에서 조건부로 승인된
스테로이드에 반응하지 않는 어린이의 급성 이식 vs 숙주 질환을 관리하는
프로치말이라는 치료법이 존재한다
FDA에서는 제대혈에서 추출한 5개의 조혈모세포 제품을 혈액 및 면역학적 질병
치료에 사용하는 것을 승인했다. 그 이후 아시아에서의 줄기세포 치료 변천사를
살펴보자면, 2013년 일본은 기존 약사법을 개정해 허가받지 않은 줄기세포
치료를 의사 책임 하에 시술할 수 있도록 했다. 과거 일본은 기존 약사법상
줄기세포치료제를 의약품으로 분류하고 있으나, 조건부 승인제도를 통해
병원에서 허가받지 않은 줄기세포치료제라도 의사 책임 하에 시술을 허용했다.
2018년 9월 6일, 대만 정부가 6개 항목의 인체 세포 치료를 허가했다. 6개 항목의 인체 세포 치료는 자가말초혈액 조혈모세포 이식, 자가면역세포 치료, 자가지방 줄기세포
이식, 자가 섬유아세포 이식, 자가골수 중간엽줄기세포 이식, 자가연골세포 이식을 말한다. 말기암 환자, 1~3기의 암 환자, 중증화상 환자, 퇴행성관절염 환자 등 수 만 명이
신약 임상실험이나 해외 원정 치료 없이 대만에서 세포 치료를 할 수 있게 되었다.
2018년 12월, 일본 정부는 세계 최초로 척수손상 치료를 위한 줄기세포치료제의 상용화를 허용했다. 2019년 3월 5일, 네이처지에 줄기세포 치료로 에이즈 환자를 치료한
2번째 사례가 발표되었다. 2007년 첫 사례인 베를린 환자가 나온 이후 12년 만이다. CCR5 유전자를 생성하지 않게 돌연변이가 된 조혈모세포를 에이즈 환자에 이식하자,
HIV가 완전히 사라졌다. 18개월 후에 다시 검사해도 HIV가 검출되지 않았다. HIV에는 CCR5 외에 다른 유전자를 이용하는 종류도 있다. 현재의 두 임상 사례는 모두
CCR5를 감염 수단으로 쓰는 HIV에만 작동한다.
03줄기세포 치료 연구 상황
Stem Cell Therapy Research Status
줄기세포는 여러 가지 이유로 연구되고 있는데, 줄기세포에서 분비되는 분자와
엑소좀도 약물을 만들기 위해 연구되고 있다. 세포 자체의 기능 외에,
줄기세포에서 생산되는 측분비 수용성 인자가 퇴행성, 자가 면역, 염증성
질환에서 줄기세포를 기반으로 한 메커니즘이 밝혀져 치료법이 연구되고 있다.
연구
Research
01줄기세포 배양
Stem Cell Culture
줄기세포가 연구나 치료에 이용되기 위해서는 양질의 줄기세포가 대량으로
필요하다. 줄기세포의 잠재력을 잃지 않고 체외에서 각 순수 조직의 줄기세포를
생산하기 위한 배양 시스템을 개발하는 것이 필요하다. 현재는 2차원 및 3차원
세포 배양 시스템이 존재한다.
2차원 세포 배양 시스템은 지난 40 년간 전 세계 수천 개의 실험실에서
일상적으로 수행되었다. 2차원 세포 배양에서, 세포는 바닥 측의 단단하고 평평한
표면, 그리고 정 단면의 액체에 노출된다. 2차 세포 배양의 경우, 세포에 대해 각
세포 유형에 고유한 세포 외 기질이 결여되어 세포 대사를 변화시키고 그
기능성을 감소시킬 수 있기 때문에 생존 세포에 대한 극적인 적응이 필요하다.
3차원 세포 배양 시스템은 줄기 세포에 대한 생체 모방 미세 환경을 생성 할 수 있으며, 생체 내에서의 고유한 세포 외 기질(ECM)과 유사하다. 최근 수십 년 동안 첨단 생체
재료는 3 차원 세포 배양 시스템에 크게 기여 했으며 줄기세포 증식과 분화를 개선하기 위해 더욱 독특하고 복잡한 생체 재료가 제안되었다. 그 중에서도 나노 구조화된
생체 재료는 표면적 대 부피비가 유리한 특징을 가지며 나노 규모에서 천연 ECM의 물리적 및 생물학적 특징을 모방하기 때문에 특히 관심의 대상이 된다.
02재생 치료 모델
Regenerative Therapy Model
줄기세포는
- 항염증 효과 제공
- 손상된 조직에 대한 원점 복귀 및 조직 성장에 필요한 내피 전구 세포와 같은 세포 모집
- 흉터 형성을 통한 조직 재형성 도움
- 세포사멸 억제
- 뼈, 연골, 힘줄 및 인대 조직으로의 분화의 5가지 주요 메커니즘을 통해
회복을 중재하는 것으로 생각된다. 손상된 부위로의 혈액 공급을 더욱
증가시키고, 결과적으로 조직 재생을 촉진하기 위해, 혈소판이 풍부한
혈장을 줄기세포 이식 시 함께 이식될 수 있다.
줄기세포는 또한 표면에서 발현되는 비교적 적은 수의 MHC 분자로 인해 낮은 면역원성을 갖는 것으로 알려져 있다. 또한 면역 반응을 회피시키고, 새로운 조직의 내성을
촉진하는 케모카인을 분비하는 것으로 밝혀졌다. 이것은 큰 면역 거부반응의 위험 없이 동종 이계 치료를 수행 할 수 있게 한다. 일부 줄기세포의 효능이 전달 방법에 의해
영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 뼈를 재생시키기 위해 줄기세포는 기능성 뼈의 생성을 위해 필요한 미네랄을 생산하는 스케폴드에 종종 도입된다.
03약물 발견 및 생의학 연구
Drug Discovery And Biomedical Research
줄기세포의 직접 분화를 통해 생체 외에서 기능을 나타내는 성인 조직을 계속하여
배양시키는 능력은 약물 연구를 위한 새로운 기회를 만든다. 연구자들은 분화된
세포를 성장시킨 다음 각 세포 유형에 대해 새로운 약물을 시험하여 생체 내
연구를 수행하기 전에 생체 왜에서의 상호 작용을 검사 할 수 있다. 이 약물
시험은 종-특이적 상호 작용의 가능성 때문에 수의학 연구에 사용하기 위한
약물 개발에 중요하다.
생체 외에서 인간 조직에 대한 영향이 동물 시험 단계 이전에 대략적인 메커니즘 및 결과를 제공 할 것이기 때문에, 동물 실험의 필요성이 감소 될 것이라는 희망이있다.
유도된 다능성 줄기세포(iPSC)의 출현으로, 멸종 위기종의 동물에 사용하기 위한 치료법이 탐구되고 만들어졌다. 배아나 난소를 확보할 필요 없이 연구자들은 비 침습적
기법으로 인해 중간엽 줄기세포를 더 쉽게 제거하고 동물에 대한 위험을 크게 줄일 수 있다.
04줄기세포 공급원
Stem Cell Source
재생 요법을 목적으로 하는 대부분의 줄기세포는 일반적으로 환자의 골수 또는
지방 조직에서 분리된다. 중간엽 줄기세포(MSC)는 뼈, 연골, 힘줄 및 인대뿐만
아니라 근육, 신경 및 다른 조직을 구성하는 세포로 분화 될 수 있다. 손상된
조직으로 이식 된 줄기세포의 수는 치료 효능을 변화시킬 수 있다. 이를 위해
하나의 예시로 골수로부터 유래된 줄기세포는 수백만 개의 세포로 증식하기 위해
실험실에서 배양된다. 지방유래 조직은 또한 사용 전에 가공을 필요로 하지만,
지방유래 줄기세포에 대한 배양 방법은 골수 유래 세포에 대한 것만큼
광범위하지는 않다. 골수 유래 줄기세포가 뼈, 연골, 인대 및 힘줄 복구에
바람직하다고 생각되는 반면, 다른 연구자들은 지방유래 줄기세포 분획에
이미 존재하는 비교적 수월한 수집 기술 및 다세포 미세 환경이 자가 이식을
위한 바람직한 공급원이라고 생각한다.
동물에 대한 최소한의 위험으로 확보할 수 있는 용이성 때문에 진피와 피부 줄기세포 공급이 연구되고 있다. 조혈모 세포는 또한 혈류를 통해 이동하는 것으로 밝혀졌으며,
다른 중간엽 줄기세포와 동일한 분화 능력을 갖고 있으며, 비 침습적인 방법을 통해 확보할 수 있는 장점이 있다.
최근 여분의 배아 중간엽 줄기세포의 사용에 대한 관심이 많아졌다. 다른 동물들의 제대, 노른자 및 태반에서 발견되는 줄기세포의 분화 능력을 조사하는 연구가 진행 중이다.
이들 줄기세포는 내배엽 및 외배엽 기원의 조직을 보다 쉽게 형성하는 능력을 포함하여, 그들의 성체가 만들 수 있는 능력보다 더 차별화 된 능력을 갖는 것으로 생각된다.
