[바이오위클리] 유도만능줄기세포 골 관절염 치료제…입셀

■ 이성규 / 과학뉴스팀 기자

■ 주지현 / 입셀 대표이사

[앵커]
골 관절염은 연골 조직이 손상해 발병하는 대표적인 퇴행성 관절염인데요. 국내 바이오 기업이 유도만능-줄기세포를 이용해 간편한 주사 형태의 골 관절염 치료제를 개발하고 있습니다. 오늘 바이오 위클리에서는 이 치료제를 개발하고 있는 입셀의 주지현 대표이사, 이성규 기자와 함께 이야기 나눠보겠습니다. 어서 오세요.

[기자]
안녕하세요.

[앵커]
이성규 기자, 우선은 골 관절염이 어떤 질환인지부터 간략히 설명해주시죠?

[기자]
골 관절염은 나이가 들면서 연골조직의 손상 퇴화로 인해서 발병하는 대표적인 퇴행성 관절염이다 이렇게 볼 수 있는데요. 현재 상용화된 대부분은 통증을 완화하는 수준의 치료제가 있고요. 이 치료제를 쓰다가 마지막 수단으로는 인공관절 수술로 방법이 있습니다.

[앵커]
네, 그렇군요. 입셀의 주지현 대표님께 질문을 드릴 텐데요, 질문에 앞서서 사명 입셀이 어떤 의미를 담고 있는 건지도 궁금합니다.

[인터뷰]
입셀은 유도만능줄기세포를 뜻하는 induced pluripotent stem cell입니다. 앞 자를 따서 저희가 만들었는데요. 한글로 하면 입셀인데요. 상표등록이 안 되기 때문에 Y를 붙였습니다. Y를 붙인 이유는, 연구를 하는 자세, 왜 항상 이걸 해야 되는지 그리고 자신감 있게 Yes를 할 수 있는 Y를 붙여서 YiPCELL이란 이름이 되었습니다.

[기자]
입셀이 유도만능줄기세포를 이용해서 골관절염치료제를 개발하고 있잖아요? 이 치료제의 작용원리가 궁금하고 기존에 있던 치료제와는 어떤 차별성이 있는지도 궁금하거든요.

[인터뷰]
입셀은 관절에 투여하게 되는데요. 직접적으로 간접적으로 재생하는 것을 목표로 하고 있습니다. 왜냐하면, 지금까지 재생의 개념은 골관절염 치료제 대부분은 소염제 또는 통증 조절이 대부분이었는데요. 저희가 재생을 할 수 있다. 그러면 그게 가장 중요한 핵심 개념으로 될 수 있다 생각하고 있습니다.

[기자]
조금 더 구체적으로 설명해주시면 좋을 거 같은데요. 어떻게 재생을 하게 되는 건가요?

[인터뷰]
기존 치료제들은 보면 간접적으로 재생인 자를 냅니다. 성장인자나 단백질을 분비해서 주변 조직이 자라나 오게 만드는 간접재생을 지금까지 꿈꿔 왔었는데요. 저희가 개발하는 치료제는 다양한 물질을 분비해서 간접재생뿐만이 아니라 직접 병변 부위에 붙습니다. 그래서 간접적으로 관여하면서 직접적으로 연골을 갖다 재생시키고 기존 치료제의 단점을 극복하는 형태의 치료제를 개발하고 있습니다.

[앵커]
그렇군요. 그리고 이게 또 수술이 아니라 주사로 치료를 할 수 있게끔 구상을 하고 계신 거죠?

[인터뷰]
네, 맞습니다. 기존의 치료제는 대부분 다 수술을 통해서 넣었거든요. 전신마취를 통해서 수술을 해야 했었습니다. 그런데, 저희는 수술적인 방법이 아니라 내과적으로 진료실에서 환자한테 주사하는 형태로 하기 때문에 접근성의 면에서는 굉장히 유리하고요. 수술하지 않아도 되는 것이 특히 이제 고령의 환자들이 많이 골관절염에 걸리기 때문에 중요하게 접근성의 개선이라고 볼 수 있겠습니다.

[앵커]
그러니까 근본적으로 연골을 재생시키는 그것도 손쉬운 방법으로 재생시킬 수 있는 방법을 개발하고 계시다는 건데요. 개와 돼지 등 동물실험을 진행했다고 들었는데. 실험의 주요 내용은 무엇이며, 연구결과는 어떻게 나왔는지요?

[인터뷰]
요즘 식약처에서 원하는 것들은 토끼나 쥐의 데이터가 아니고요. 사람의 관절과 유사한 큰 동물을 원하고 있거든요. 그래서 개나 돼지를 가지고 연구하기를 원하고 있습니다. 그래서 저희들도 개하고 돼지에서 실험을 진행하게 되었습니다. 저희가 처음에는 예비실험으로 8마리의 비글견을 대상으로 했었고요. 십자인대와 반월판을 제거하게 되면 관절이 불안전해집니다. 개들이 막 뛰어다니다 보면 관절이 망가지게 되거든요. 그래서 저희가 뮤콘이라는 세포치료제를 갖다가 투여하게 되고 1년 후에 활동성 회복과 연골 재생 효과를 확인할 수 있었습니다.

[앵커]
돼지 연구도 하셨죠?

[인터뷰]
네, 맞습니다. 개 연구는 예비연구라서 저희가 파일럿 연구라고 하는데요. 그것을 돼지연구를 통해서 같은 방법으로 골관절염을 유도하고 연골을 손상시켰을 때 1년 후에 연골 재생 효과를 똑같이 관찰할 수 있었고요. 기존의 치료제에 비해 30% 정도 연골 효과가 개선된 것을 관찰할 수 있었습니다.

[앵커]
이성규 기자가 입셀 연구현장을 취재하고 왔는데요. 취재 영상 보고 질문 이어가겠습니다.

[기자]
이 장치는 어떤 용도로 쓰이는 건가요?

[남유준 / 입셀 연구소장 : 저희가 iPSC로 중간엽줄기세포를 만들고 연골세포를 만들 때 3차원 구조의 연골세포 클러스터를 만들기 위해 사용하는 플레이트입니다.]

[기자]
이 장치가 3차원 구조를 만드는 데 어떻게 도움을 주는 건가요?

[남유준 / 입셀 연구소장 : 일반적으로 중간엽줄기세포는 세포들끼리 뭉치는 성질을 가지고 있습니다. 이 홀 안에 저희가 인위적으로 원심분리를 하고 여러 가지 사이토카인, 성장인자들을 넣어서 잘 뭉치게 하고 있습니다.]

[기자]
골관절염치료제를 3차원 세포돔 형태로 만드는 거잖아요? 3차원 형태로 만드는 게 치료 측면에서 어떤 장점이 있는 건가요?

[인터뷰]
지금까지 개발된 세포치료제는 주로 평면에서 키우는 2차원 단일 세포 치료제 형태입니다. 하나하나 떨어져 있는 세포들이죠. 저희는 평면이 아닌 3차원 입체구조의 작은 구슬 모양으로 개발하였습니다. 인체 세포들은 3차원으로 배열돼 3차원 형태의 세포치료제는 사람의 모습을 더 적절히 흉내 낸 진보된 형태라 할 수 있습니다. 세포들이 더 편안하게 느끼는 구조라고 볼 수 있습니다. 이것이 의미하는 바는 세포들이 더 안정적으로 오랜 기간 적절한 기능을 할 근거가 되기도 합니다.

기존의 단일 세포치료제는 생체 내에 투여됐을 때 생존과 기능의 지속시간도 매우 짧아 직접재생에 관여하기가 쉽지 않습니다. 저희 3차원 구슬 모양 치료제는 연골 기질 내에 안정적으로 위치해 생존시간도 길고 기능도 관절강 내에서 역할을 하기에 최적화되어 있습니다. 또 주삿바늘을 통과할 수 있는 정도의 작은 지름으로 개발해 주사기로 주입할 수 있습니다.

[기자]
유도만능줄기세포 기술은 일본 야마나카 신야 교수가 개발해 2012년 노벨 생리의학상을 받을 정도로 혁신 기술인데요. 암이 될 가능성도 있는 것으로 알려졌습니다. 입셀은 이런 문제 어떻게 극복했는지요?

[인터뷰]
유도만능줄기세포는 분화능력이 매우 좋은 줄기세포입니다. 암도 똑같이 분화능력이 매우 좋죠. 종이 한 장 차이라고 볼 수 있겠습니다. 이런 유도만능줄기세포를 직접 몸에 투여하는 경우는 거의 없습니다. 원하지 않는 세포나 조직으로 체내에서 분화하게 되면 안 되니까요.

만약 줄기세포 자체가 투여가 되게 되면 여러 조직과 매칭이 되지 않는 예를 들어, 근육 자리에 뼈가 생기게 되는, 이렇게 발생하게 되는 양성종양을 기형종이라고 합니다. 이런 양성종양을 회피하는 방법은 유도만능줄기세포를 시험관 내에서 최종 조직으로 분화를 시켜서 투여하면 양성종양의 발생 가능성을 줄일 수 있습니다. 분화하지 않고 우연히 남아있는 유도만능줄기세포는 엄격한 품질검사 방법을 도입하여 제거하면 양성종양 가능성을 거의 0%에 가깝게 줄일 수 있습니다.

[앵커]
그러니까 암으로 발전할 가능성을 사전에 예방해서 투여를 한다는 말씀이시잖아요. 그리고 골 관절염 치료제 이외에 유도만능줄기세포를 이용해 개발 중인 또 다른 치료제가 있나요?

[인터뷰]
유도만능줄기세포를 이용해서 신경세포를 만들고 이를 직접 투여하거나, 아니면 여기서 분리된 엑소좀이나 시크리톰이라는 세포 분비물질을 이용해 치매의 신경기능을 회복시키는 치료제를 만들고 있습니다. 또 여러 회사들과 공동연구를 통해서 면역세포 항암 치료제를 개발하는 또 다른 국내 바이오 기업과 협업해 유도만능줄기세포 기반의 면역세포 항암 치료제를 공동개발하고 있습니다.

[앵커]
그러니까 유도만능줄기세포를 이용해서 골관절염치료제 뿐 아니라 다양한 질환의 치료제를 연구하고 계신 거 같은데요. 마자막으로 국내 바이오 산업 발전을 위해 제언해 주실 말씀이 있다면요?

[인터뷰]
모두 아시다시피 요즘은 투자환경과 연구개발 환경이 너무 안 좋습니다. 승승장구하시던 큰 바이오 회사도 어렵다는 말을 여기저기서 하고 있습니다. 반도체처럼 한국을 이끌 수 있는 견인역할의 기대를 한몸에 받던 바이오 업계가 아직은 부족한 점이 많다고 느끼고 계신 듯하고요. 저도 동의하는 바입니다. 계속 반복되는 임상시험의 실패, 실망스러운 연구 결과물로 인해서 투자업계의 신뢰가 많이 무너졌고, 국민 역시 느끼는 피로감도 큰 것 같습니다.

저는 이럴 때일수록 기본으로 돌아가야 한다고 생각합니다. 바이오 회사는 인류의 건강을 위해서 좋은 약을 싼값에 공급할 수 있도록 연구 개발에 매진하고, 단계별로 성과를 내서 투자자들과 국민을 안심시켜야 하기 때문에 말보다 행동으로 묵묵히 일하는 게 필요한 시점이라고 생각합니다.

[앵커]
오늘 말씀 잘 들어봤는데요. 연구개발에 매진함과 동시에 또 연구개발을 긴 호흡으로 지켜봐 줄 수 있는 풍토도 필요하지 않을까 이런 생각이 들었습니다. 말씀 여기까지 듣겠습니다. '바이오 위클리' 입셀 주지현 대표, 이성규 기자와 함께했습니다. 고맙습니다.

YTN 사이언스 이성규 (sklee95@ytn.co.kr)