iPS(유도 만능 줄기세포)를 이용한 의료기술

안녕하세요?

이 블로그에서도 예전에 한번 iPS(유도 만능 줄기세포)라는 것에 대해서 포스팅을 했는 적이 있었습니다. 그때는 iPS에 대해서 정말 간단하게 설명을 하고나서, 암과의 상관관계에 대한 내용을 포스팅 하였습니다.

링크 : 유도만능 줄기세포(iPS)는 암세포와 밀접한 관계가 있다고 합니다.

Newton 2017년 9월호 기사를 읽어보니, 이 iPS세포를 이용해서 어떻게 활용하는 지에 대해서 나와 있었습니다. 상당히 유용하다고 판단되는 내용이 많기에, 이번 포스팅에서는 관련된 내용을 한번 포스팅 하고자 합니다.

위 그림은 '황반 변성'이라고 해서, 노인들이 시력을 잃는 질환의 대표적인 것 중에 하나인데, 일본의 연구팀이 iPS가 여러가지 장기로 분화하는 특징을 이용해서 망막 세포로 만든 다음 이식하는 연구를 하였다고 합니다. 다만 이렇게 자기 몸에서 떼어내서 나온 체세포를 iPS로 만들고, 이 iPS를 다시 망막세포로 만들어서 시력을 회복하는 치료는 약 1억엔(한화 10억원)이라는 비용이 드는게 흠이라고 합니다.

그래서 연구자들은 '기성품' iPS라는 것을 제작하기 위해서 시도를 하고 있다고 합니다. 무슨 말인가 하면, 위에서 말했다 시피, 환자의 체세포를 떼어다가 망막세포를 만들려 하면 약 10억원의 비용이 드는데, 이렇게 비싼 방법을 이용할 것도 없이 면역 거부 반응이 없는 '타인'의 iPS를 미리미리 만들어서 '이식할 준비'를 하는 것이라고 할 수 있어 보입니다. 말로는 설명이 어려우니 아래의 그림을 보아 주십시요.

위 그림처럼 '특이 유전자'를 보유한 사람의 체세포를 떼어다가 iPS를 만들고, 이 iPS를 원하는 세포로 '분화'시킨 다음 '타인'일 터인 환자들에게 이식을 하는 것입니다. 여기서 염려가 되는 것이 '면역거부반응'인데, 기존의 장기 이식과는 다른 점이라면, 저 '특이 유전자'를 지닌 사람의 몸에서 나온 iPS를 여러사람에게 사용한다는 점입니다. 그리고 저 '특이 유전자'는 이론적으로는 환자에게 '면역 거부반응'을 일으키지 않는다고 합니다. 그럼 여기서 한가지 의문이 드실 것입니다. 저 '특이 유전자'란 무엇인가?

사람의 염색체 6번에는 HLA(Human Leukocyte Antigen)이라는 유전자가 위 그림처럼 있습니다. 이 유전자는 백혈구에게 자기/비자기를 나타내는 표지인데, 기성품 iPS를 만들기 위해서 요구되는 조건이 바로 '부모로 부터' 받은 HLA유전자 쌍이 모두 같은 모양이 되는 것이라고 합니다. 조금 어렵게 느껴지실 분들을 위해서 아래의 그림을 보아 주시기 바랍니다.

6번 염색체는 아버지와 어머니로 부터 각각 하나씩 받는데, 대게의 사람들은 아버지쪽의 HLA와 어머니쪽의 HLA가 다른 '헤테로(Hetero)'라고 불리는 형질을 지니는데, 드물게 양쪽 부모로 부터 물려받은 HLA유전자가 '같은' 형질의 사람이 있습니다. 이런 형질을 '호모(Homo)'라고 부르며, 위에서 말한 '특이 유전자'란 이렇게 HLA가 '호모'인 사람들을 부르는 말이었습니다. 그럼 이게 왜 중요한지 의문이 드실 건데요, 지금부터 그 중요성을 설명하도록 하겠습니다.

'헤테로'인 HLA를 보유하면, 두 HLA유전자가 환자와 같아야 iPS를 이식할 수 있습니다. 하지만 이렇게 되면 '장기이식'과 마찬가지로 이식받을 환자에게 맞는 iPS를 구하는 것은 상당히 어렵게 됩니다. 하지만 위 그림에서 묘사된 것처럼 '호모'인 HLA를 보유한 '제공자'의 체세포로 만든 iPS라면, 환자에게 있는 한쌍의 HLA 유전자 쌍중에 하나만 일치해도 이론적으로는 면역거부 반응이 없습니다.

어떻게 쓰다보니 iPS를 가지고서 임상의학에서 주로 이용하는 이야기를 한다는 것이, 기성품 iPS를 만드는 것에 대해서 이야기가 되어 버렸습니다. 하지만 장기 기증과는 다르게 '기성품' iPS의 개발은 임상의학에서 상당히 중요한 것이, 자기 몸에서 세포를 떼어내서 iPS를 만들어서 쓰는데 10억원이나 하는 치료비는 너무 비싸다는 것입니다. 그래서 연구자들-Newton의 기사에 따르면 주로 일본에서 연구를 하는 것으로 보이는데, 이렇게 미리 만들어져서 환자에게 바로 쓸 수 있는 iPS를 연구하는 것 같습니다. 다만 이역시 실제로 임상에서 사용시 어떤 부작용이 나올지 알 수 없으며, 기성품 iPS가 오염되지 않도록 유지 관리하는 것도 중요하다고 합니다.