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Toward Public Health & Safe Society

연구 TALK

[연구 TALK] 이종장기이식의 안전성을 확보하다

  • 작성자시스템
  • 조회수520
  • 등록일2021.07.26

건강을 지키려는 인간의 욕망 덕택에

첨단 의료기술이 개발되고 있습니다.

그렇지만 이 기술들에 치명적인 위험이
도사리고 있는 것도 사실입니다.

대표적으로,

근래 주목을 받고 있는

줄기세포치료가 있습니다.

신호나 자극에 따라 다양한 조직으로

분화할 수 있는 능력을 가진 세포의 경우

잘못 다루면 암세포로 발전하여 전이될 수 있다는

안전성 이슈가 상존합니다.

많은 기술들이 난치병과 불치병을

해결하기 위해서 연구되고 있고

이종장기 이식 분야도 그 중 하나입니다.

이종장기이식이란?




이종장기이식이란,

다른 종의 장기를 이식하여 장기부전으로 인한

질환과 사망을 극복하고자 하는 시도입니다.

처음에는 원숭이와 같은 영장류를

활용하고자 하는 시도가 있었지만,

인수공통전염병이나 장기의 크기, 크기에 따른

생리학적 기능 차이 등의 문제점이 발견되었습니다.

현재는 작은 크기로 개량된 품종의 돼지(미니픽, minipig)

이식 장기를 공급받을 후보 동물로 대두되고 있습니다.


이종장기이식의 문제점 극복


이러한 이종장기이식의 경우

▲윤리적 문제점 ▲인수공통전염병 ▲이종 면역거부반응이라는

세 가지 문제점을 해결하는 것이 중요합니다.

우선 윤리적 문제인수공통전염병의 문제의 경우,

범정부 차원의 정책 마련, 홍보 등을 통한 인식 개선,

특정 병원균 부재동물(SPF; Specific Pathogen Free) 이상의
청정 동물(Gnotobiotic animal)을 사육하여

극복하고자 하는 노력이 진행되고 있습니다.



그렇다면 마지막 문제점인

면역거부반응에 대해 알아볼까요?

사람의 면역체계는 자신의 몸에서 유래한 것이 아닌

외부 물질을 인식하면 적으로 생각하여 공격합니다.

여기서 다른 사람의 몸에서 유래된

이식 장기 역시 예외는 아닙니다.

더군다나 사람이 아닌 다른 종의 장기는

더 말할 것도 없을 것입니다.

때문에 이종 장기 이식은

미니픽 및 원숭이의 시험을 통해

정확하고 과학적인 진단과 분석이 이루어져야

사람에게 적용되었을 때의

안전성을 확보할 수 있습니다.

따라서 안전성평가연구소 동물모델연구그룹에서는

이종장기이식 면역거부반응의 규제독성 검증을 위한

정밀진단 및 분석기술을 개발하여

안전성 평가법을 구축하고 있습니다.


실용화에 근접한 장기, 췌도와 각막



췌도이식수술의 구조도(출처: 삼성서울병원)


이종장기이식에서

가장 실용화에 근접한 장기는

췌도각막을 들 수 있습니다.

각막 면역거부반응이 일어나지 아니하는

면역특권부위(immune privilege site)에 해당하며,

췌도 세포성 장기로
면역거부반응이 완화되어 있다고

알려져 있습니다.

하지만 동종 이식이 아닌

서로 다른 종 간에 이식이 일어나는

이종 이식에서는 췌도 역시
alpha Gal epitope
(이나 돼지세포 및 조직 표면에 존재하지만

사람에게는 존재하지 않는 항원)에 의해

초급성 면역거부반응이

진행된다는 보고가 있습니다.

때문에 이를 막기 위하여

복합적이고 다양한

면역억제제가 사용되고 있는데요.

특히 a-CD154와 같이

동종이식에서는 사용되지 않고

FDA 에서 사용금지 권고를 받은

면역억제제도 포함되어 있습니다.



안전성 검증 연구



안전성평가연구소에서는

이종장기 이식 면역거부 반응의

정밀진단 및 분석 기술 개발을 통한

안전성 검증 연구

활발하게 진행하고 있습니다.

공여세포(장기를 공여하는 동물의 세포)의

수를 늘리기 위하여

췌도세포가 체외배양된 후
생존률을 높이려는 연구

대표적입니다.

또한 이식 부위(신장, 간문맥 등)에 따른

면역거부반응의 혈액학적,

혈액생화학적, 면역학적 변화를 파악하여

최종적으로 모든 장기의 규제독성 데이터 수준의

조직학적 변화를 판단하는 평가법

구축하고 있습니다.

또한 이 평가법을 통하여 형질전환 미니픽의
질전환 유전자의 종류와 조합에 따른

최적의 공여동물을 선정하기 위하여

미니픽 생산 기업들과의 공동연구

진행하고 있습니다.


이종장기이식의 전망



현재는
이종 장기 이식의 안전성을

완벽하게 진단하고 검증하는 것이 어렵고

전례가 많이 쌓이지 않는 상황입니다.

그렇지만 향후 연구 과정에서

많은 데이터가 축적되고 경험이 쌓인다면

추후에는 단단한 고형 장기의 이종이식

가능하리라 기대됩니다.

안전성평가연구소는 특히 신장과 심장을 비롯한

고형장기를 이종 이식하는 경우,

다양한 형질전환 미니픽을 활용하여

장기별 최적의 유전자 변형 미니픽을 선정할 계획입니다.

또한 연구 대상이 되는 이식유형을 확대하여,

각 장기별

▲이소성이식(hetetotopic transplantation,

기존 장기 위치와 다른 위치에 이식하는 수술법)과

▲정위이식(orthotopic transplantation,

기존의 장기 위치에 장기를 제거하거나 이어붙이는 수술법)에서

발생하는 면역거부반응의

유전자, 세포, 조직, 장기에 이르는

정밀진단을 실시할 예정이라고 합니다.

지금까지 이종 장기 이식의 문제점과,
안전성을 확보하기 위한
다양한 연구 방법에 관하여
알아보았습니다.

이종 장기 이식의 안전성평가법이

확고하게 구축된다면,

면역거부반응 제어 기술이 상용화됨과

동시에 첨단 재생 의료기술이

발전할 전기가 마련될 것입니다.

이종 간 장기 이식에 대해 국민이 안심할 수 있을 만큼

안전성이 확보되는 날을 꿈꾸어 봅니다.

*참고문헌*

안전성평가연구소 뉴스레터 2020 12월호

바이오타임스, 미니픽 신장 이식한 원숭이, 64일째 생존 중···국내 최장 기록

*이미지 출처*

안전성평가연구소 보도자료

pixabay





동물로 대두되고 있습니다.