[Hinews 하이뉴스] 박찬흠 한림대학교춘천성심병원 이비인후과 교수 연구팀이 외상성 뇌손상 치료에 활용할 수 있는 비침습적 줄기세포 전달 기술에 대한 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 코 안쪽 점막을 통한 줄기세포 전달 방식을 활용해 동물 실험에서 뇌 기능 회복 가능성을 확인했다고 밝혔다.
외상성 뇌손상은 사고나 외부 충격으로 신경세포가 손상되거나 사멸하면서 인지 기능과 운동 기능 저하 등을 유발할 수 있는 질환이다. 현재 줄기세포를 이용한 치료 연구가 진행되고 있지만, 기존 방식은 줄기세포를 뇌에 직접 주입해야 하는 침습적 수술이 필요하며 세포 생존율이 낮다는 한계가 제기돼 왔다.
연구팀은 이러한 한계를 보완하기 위해 코 안쪽 점막을 통해 약물이나 세포를 뇌로 전달하는 ‘비강 전달 경로’에 주목했다. 연구에서는 바이오리액터(생물반응기) 시스템을 이용해 줄기세포를 대량 배양한 뒤, 이를 신경구 형태로 제작했다.
박찬흠 한림대학교춘천성심병원 이비인후과 교수
신경구는 실크 단백질인 피브로인 등이 포함된 하이드로젤에 담겨 비강을 통해 전달된다. 연구팀은 하이드로젤 캡슐화 기술을 통해 줄기세포를 보호하고 체내 생존율을 높이는 동시에, 신경구에서 분비되는 다양한 생리 활성 물질이 뇌 손상 부위에 전달될 수 있도록 설계했다고 설명했다.
연구팀은 외상성 뇌손상을 유도한 동물 모델을 통해 치료 효과를 확인했다. 실험 결과 줄기세포 신경구 치료를 받은 그룹은 치료 시작 후 3일 만에 뇌 기능 회복이 관찰됐으며, 1주일 뒤에는 치료를 받지 않은 그룹과 비교해 더 빠른 회복 양상을 보였다.
또한 기억과 학습 기능과 관련된 뇌 부위에서 손상으로 감소했던 회복 관련 물질이 정상 수준에 가까운 수준으로 회복되는 경향이 확인됐다. 연구팀은 이 과정에서 손상된 뇌세포의 회복과 새로운 신경세포 유지가 관찰됐다고 설명했다.
이와 함께 뇌 손상 이후 축적되는 독성 물질과 스트레스 요인이 치료군에서 감소하는 경향을 보였으며, 뇌세포 간 연결 구조도 비교적 안정적으로 유지되는 결과가 나타났다.
연구팀은 이번 연구에서 줄기세포 치료제의 대량 생산 가능성에 대한 가능성도 함께 확인했다. 바이오리액터 시스템을 활용해 줄기세포를 자동으로 배양하고 ‘마스터 세포 은행(Master Cell Bank)’을 구축해 동일한 특성을 가진 세포를 반복적으로 생산할 수 있는 기반을 마련했다.
마스터 세포 은행은 중간엽줄기세포를 보관해 두고 이를 기반으로 동일한 품질의 세포를 생산하는 방식이다. 연구팀은 이를 통해 치료에 필요한 줄기세포를 안정적으로 확보할 수 있는 가능성을 확인했다고 설명했다.
박찬흠 교수는 “위험한 뇌 수술 없이 비강을 통해 줄기세포를 전달하는 이번 기술은 환자의 안전성과 치료 효과를 동시에 확보할 수 있는 혁신적인 방법”이라며 “외상성 뇌손상뿐만 아니라 파킨슨병, 알츠하이머 등 다양한 난치성 뇌 질환 치료 영역으로 확장해 나가겠다”고 말했다.
이어 “이번 연구는 병원에서 사용할 수 있는 고품질 줄기세포 치료제를 안정적으로 공급할 수 있는 상용화 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다”며 “이번 연구가 파일럿 연구로 진행된 만큼, 향후 추가적인 보완과 후속 연구를 통해 치료 효과와 안정성을 더욱 검증해 나갈 계획”이라고 덧붙였다.
