뇌·망막 등 손상부위 세포 만들어 '정밀 치료'

하버드대 줄기세포 연구팀이 심근경색증을 앓는 환자 고유의 유도만능줄기세포(iPS)를 만들고, 거기서 심근 세포를 추출해 환자의 심근경색 부위에 이식하는 방식으로 심근경색증을 근본적으로 치료하는 데 성공했다. 이는 iPS를 통해 환자에게 필요한 세포를 실험실에서 언제든지 만들어내 환자에게 주입하는 세포 재생치료가 가능해지는 것을 의미하는 것이다.

하버드 팀은 환자의 세포에 특수 단백질과 화학약품을 주입해 심장·신경·근육 등 거의 모든 세포로 자랄 수 있게 만든 유도만능줄기세포(iPS)를 만들었다. iPS를 환자 세포로 만들었기 때문에 거기서 나오는 각종 세포를 환자에게 다시 이식해도 면역거부 반응이 없다. 난자를 이용해 복제하는 방식이 아니기 때문에 윤리적 논란도 적다.

하버드 팀은 사상 처음으로 iPS를 통해 심근경색증 환자를 치료하면서 현대의학의 첨단 무기들을 총동원했다. 우선 이 환자는 3년 전 간암 발병으로 간이식 수술을 받았다. 장기이식으로 목숨을 건진 것이다. 이후 올해 2월 심근경색증이 발생했다. 심장 근육에 혈액을 공급하는 일부 관상동맥이 동맥경화로 막혀 피가 돌지 않아 심장 근육이 죽은 것이다. 이에 환자는 좁아진 관상동맥을 걷어내고 다리에서 새 혈관을 떼어 가져와 붙였다. 관상동맥 우회술로, 일단 그 부위에 피가 다시 돌게 한 것이다. 그렇다고 해서 이미 죽은 심장 근육이 살아나는 것은 아니었다. 이에 하버드 팀은 세포 공장 iPS를 통해 새로운 심장 근육 세포를 만들고, 특수 주사기를 통해 이를 심장 근육이 죽은 부위에 주입했다. 이 심장 근육 세포가 생착하면서 다시 심장박동이 되살아났다. 간암과 심근경색증이라는 두 가지 고위험 중병을 앓았음에도 첨단 의학으로 목숨을 건진 것이다. 기존 성체줄기세포 치료가 정확한 효과를 짐작할 수 없는 무작위 폭탄 투하 방식이라면, iPS를 이용한 세포 치료는 정조준 미사일 방식인 셈이다.

iPS를 활용한 세포 재생 치료는 이제 봇물처럼 쏟아질 전망이다. 현재 퇴행성 뇌질환인 파킨슨병 환자를 대상으로 iPS를 통해 신경세포를 만들어내 환자의 뇌에 주입하는 치료법 개발이 활발하다. 망막이 망가진 실명 환자를 대상으로 iPS로 망막세포를 만들어 환자의 눈에 주입하는 치료도 임상시험을 앞두고 있다.

하지만 해결해야 할 숙제도 남아 있다. 장기적으로 봤을 때 iPS로 만든 세포가 이상 증식 현상으로 암(癌)으로 발전하는 등의 부작용이 발생할 가능성이 있는 것이다. 하버드 팀은 이번 임상시험에 앞서 돼지 동물실험을 통해 안전성을 확인했다고 전했다. iPS로 난자 등 생식세포를 만들 수 있기 때문에 치료용 배아 제조 등 생명윤리적인 문제를 일으킬 수도 있다.

연세대 생리학교실 김동욱 교수(줄기세포 전공)는 "환자의 세포에서 안전하고 결함이 없는 iPS를 만들어내고, 거기서 양질의 신경, 근육, 뼈 세포 등을 골라 제조하는 기술이 점점 발달해가고 있다"며 "환자 맞춤형 세포 치료의 혁명이 시작되는 것"이라고 말했다.