줄기세포 치료(2/2)
2014. 10. 15. 19:29ㆍ과학 이야기
줄기세포 치료(2/2) 줄기 세포: 기대는 크고 발전은 더딘 분야 By KAREN WEINTRAUB, SEPT. 15, 2014, The New York Times 올해 하버드 대학과 제휴한 보스턴의 브리검 여성 병원(Brigham and Women’s Hospital) 연구원들은 일본 과학자들과 공동 연구를 통해 간단한 산성 용액(acid bath)을 사용하여 강력한 줄기 세포를 만들 수 있는 돌파구를 발표했다. 그러나 수개월 뒤 저널 네이처는 비행 혐의로 그들의 논문을 취소했다. 브리검 병원의 줄기 세포 연구원에 대한 의문도 제기되었다. 저널 서큘레이션(Circulation)도 브리검의 논문 한 편을 취소했으며 영국 의학 전문지 ‘The Lancet’에서도 브리검 연구원 논문 한 편에 대해 ‘우려’(expression of concern) 견해를 밝혔다. 지난 4월 의문이 제기된 끝에 뉴스 컨퍼런스에 나온 과학자 하루코 오보카타(Haruko Obokata) Credit Kimimasa Mayama/European Pressphoto Agency
하버드 줄기 세포 연구소 및 매사추세츠 종합병원 공동 위원인 데이비드 스캐든(David Scadden)은 과학의 오용으로부터 사람들을 보호할 수 있는 것은 회의적인 시각밖에 없다고 말한다. 큰 잠재력을 가진 새로운 기술에는 그렇게 해야 하며 그런 기술에는 어두운 측면이 있다고 그는 말한다. 2001년 조지 부시 대통령은 신규 배아 줄기 세포 생성을 금지했다. 당시 배아의 파괴만이 줄기 세포를 생성하는 유일한 방법이었고, 격렬한 논쟁이 있었다. 2006년 일본의 연구원 신야 야마나카(Shinya Yamanaka)는 성체 세포를 줄기 세포로 변환하는 방법을 발견했고, 그 공로로 노벨상을 수상했다. 오늘날 과학자들은 배아 줄기 세포를 여전히 사용하고 있으며, 이는 다른 줄기 세포를 측정하는 표준이 된다. 그러나 예전보다는 배아 줄기 세포 의존도는 훨씬 낮아졌다. 줄기 세포가 어떻게 작용하는가를 이해하는 데는 약간의 기본적인 생물학적 지식이 필요하다. 신체의 모든 세포는 같은 DNA 세트를 갖고 있다. 다만 서로 다른 유전적 소재가 활성화되어 있을 뿐인데, 가령, 신경 세포와 혈액 세포 같은 경우를 생각하면 된다. 배아 줄기 세포는 수정된 후 처음 생성된 세포로부터 얻어지는데, 신체가 살아 있는 한 같이 살 수 있으며 신체의 모든 세포 타입으로 자라날 수 있다. 만일 배아 줄기 세포가 모든 세포 계보(cell family tree)의 최상위에 있다면 맨 처음 분지하는 가지는 서로 다른 종류의 줄기 세포가 된다. 혈액과 근육, 혹은 두뇌 세포로 자라날 수 있는 줄기 세포다. 그 밑으로는 보다 엄격한 전구(precursor) 세포다. 예를 들면 심장의 모든 세포로 분화될 세포 정도가 된다. 야마나카 박사의 줄기 세포 칵테일은 이 과정을 역전시킨다. 가령 피부 세포가 유도 만능 줄기 세포(induced pluripotent stem cell)라는 것으로 되돌아간다. 연구원들은 이렇게 역전된 세포를 맥박이 뛰고 있는 심장에 주입할 수 있는 전구 세포(precursor cell)로 만들 수 있다. 하지만 어떤 타입의 세포가 특정 의료 분야에 가장 잘 맞는 것인지는 아직 중요 연구 과제로 남아 있다. 예를 들면 배아 줄기 세포를 환자에게 주입하는 것이 문제를 해결 할지, 아니면 아무 효과가 없을지, 혹은 테라토마(teratoma)라 불리는 기형(畸形) 종양의 씨앗이 될지 모른다. 결과가 명확해 지려면 수년이 걸릴 수 있다. 포트루갈에서 대마비(양측 하지 마비) 환자인 미국 여성이 자신의 코에서 얻어진 줄기 세포를 주입한 경우가 실례가 된다. 그녀의 치료는 실패였다. 8년 뒤 이식된 부위에서 코 조직으로 된 종양 덩어리를 외과적 수술로 제거했다고 이번 여름에 연구원들이 보고했다. 그리고 지난 주 야마나카 박사의 방식으로 생성된 세포로 인체 테스트가 최초로 시도되었다. 직접 치료 방식 이외에도 줄기 세포는 실험실 연구원들에게는 새로운 도구가 된다. 특정 질환을 앓고 있는 환자에게서 추출한 세포를 이용하면 실험실 접시 안에서 해당 질병을 재생하거나 연구하는 것이 가능하다. 줄기 세포를 수확하는데 사용될 수 있는 인간 배아의 진화. Credit Reuters
하버드 줄기 세포 연구소 케빈 에간(Kevin Eggan)은 같은 기술을 이용하여 근위축성(筋萎縮性) 측색(側索) 경화(증)(amyotrophic lateral sclerosis, 또는 루게릭 병) 연구를 하고 있다. 5년 전 그는 루게릭병으로 죽어가는 두 명의 여성에게서 피부 세포를 추출했다. 그리고는 피부 세포를 줄기 세포로 변환하여 신경 세포에 투입했는데 거기서 그는 전기적 문제를 발견했다. 세포들이 서로 전기적 신호를 주고받지 않았으며 이로써 루게릭병의 특징인 신경성 퇴행이 야기되는 것으로 보인다. 케빈 에간은 이들 신경 세포를 수천 번 복제하여 수천 가지 약으로 테스트를 했다. 어떤 약제가 전기 신호 문제를 해결할지 알려는 것이었다. 마침내 그는 후보가 되는 약제를 발견했는데, 현재 간질 약으로 사용하는 약이었으며 빠르면 올 연말이면 루게릭병 환자에게 임상 실험될 예정이라고 한다. 확실히 해 둘 점은 실험실 접시 안의 신경 세포 하나는 수 조개의 세포가 서로 얽히고설킨 실제 인간에게서 나타난 질병보다는 엄청 간단하다는 것이다. 실험실 접시 안에 담겨진 신경 세포처럼 루게릭병 환자에게서도 똑같이 전기적 문제에 변화가 올지를 알아보고자 하는 것이 이 연구의 일부라고 에간 박사는 말했다. 그러나 여전히 줄기 세포를 비용 면에서 가장 효율적으로 전달할 방법이 결정되어야 한다고 한다. 예를 들어 과학자들은 환자의 심장이 자신의 줄기 세포가 주입되었을 때 보다 잘 회복된다고 생각한다. 그러나 이라스토르자(Irastorza)씨를 시술했던 마이애미 대학에서의 연구 결과는 환자 자신의 줄기 세포가 아니라도 좋다고 한다. 면역 반응도 일으키지 않았다. 그렇다면 줄기 세포가 대량으로 양산될 수도 있을지 모른다. 비용이 싸진다는 뜻이다. 연구를 이끈 마이애미 대학 줄기 세포 연구소 설립 이사 조슈아 헤어(Joshure Hare)는 양산되는 줄기 세포가 대단히 중요하다고 말한다. 환자 자신이 아닌 일종의 규격화된 줄기 세포를 사용할 수 있게 되기 때문이다. 자신의 세포를 주입한 이라스토르자씨의 치료는 골수에서 추출한 세포로 시작했다. 골수에서 얻어진 줄기 세포가 성장한 것을 카테테르(체내 삽입관)를 통해서 이라스토르자씨의 심장에 직접 주입했다. 유전적인 콜레스테롤 문제로 인하여 이라스토르자씨는 심장마비를 일으켰고, 좌심실의 3분의 1이나 파괴되었다. 골수에서 추출한 세포가 자라나 심장 근육 세포가 되었는지, 혹은 심근 회복이 뭔가 다른 방식으로 유발되었는지 확실히 파악할 수는 없다. 그러나 현재 그의 의사들은 정상 상태의 3분의 1 정도로 심장이 회복되었다고 말한다. 그는 다시 춤을 추며 아기를 안아 주는 자신이 원하는 그런 아빠가 되었다. 자 그렇다면 줄기 세포 연구에 돈을 그렇게 퍼부었는데 성공 사례가 더 없을까? 하버드 줄기 세포 연구소의 스캐든 박사는 1971년 선언한 ‘암과의 전쟁’과 견주면서 줄기 세포 연구의 발전은 단속적으로 이루어진다고 말했다. 현재 수천 명이 줄기 세포 덕에 생존해 있으며 보다 작은 스케일의 실제 성공 사례는 계속되고 있으며, 해마다 증가하고 있다고 그는 말했다. 줄기 세포에 의한 정규 질병 치료는 시간이 걸리겠지만 그러나 20년 전을 돌이켜 보면 줄기 세포로 인하여 약제나 건강 문제에 변화가 있었다고 생각된다고 그는 말했다.
- 네이버 블로그 <Physics of Dream> hansyoo 님의 글 중에서 전재.. |
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