포스텍 장진아 교수, 바이오잉크 심장패치로 심근경색 치료 모색…홍합접착단백질 소재의 줄기세포치료제 이은 또하나의 치료법

포스텍(총장 김무환)이 홍합접착단백질 소재의 특성을 이용해 심근경색 치료를 위한 줄기세포 치료제를 개발한데 이어, 이번에는 '바이오잉크 심장패치'를 통해 관련 질환 개선에 탁월한 효과를 증명했다.

포스텍 창의IT융합공학과 장진아 교수‧산스크리타 다스 박사‧시스템생명공학부 박사과정 정승만 연구팀, 가톨릭대학교 박훈준 교수팀(박사과정 박봉우, 정수현 연구원), 홍콩시립대학교 반기원 교수팀은 ㈜에스엘바이젠에서 개발한 유전자 조작 줄기세포(엔지니어드 줄기세포)를 배합해 패치형태의 바이오잉크를 만들고, 이를 손상된 심근에 이식하는 새로운 치료법을 찾아냈다. 이 내용은 국제학술지 '사이언스 어드밴스' 최신호에 게재됐다.

연구팀은 이를 '인비보 프라이밍(invivo priming)'이라고 이름 붙였다. 이 명칭은 유전자 조작 줄기세포가 내뿜는 성장인자를 지속적으로 노출시켜 중간엽 줄기세포의 기능이 극대화된 상태가 체내에서도 유지되는 원리를 이용한다는 의미를 담고 있다.

연구팀은 먼저 줄기세포의 치료 잠재력을 향상시키기 위해 기존의 줄기세포에 간세포 성장 인자를 지속적으로 생산하도록 유전자를 조작했다. 엔지니어드 줄기세포를 줄기세포와 혼합해 바이오잉크 패치를 심근경색이 진행된 심장근육에 이식했다.

패치는 주사로 전달 할 수 있는 세포의 양이 제한적일 수 있어 고안된 방법이다.

중간엽 줄기세포만 이식한 실험군에 비해 패치형태로 이식된 세포는 체내에서 더 오래 살고, 더 많은 수의 심근 세포를 만들었다. 혈관 형성 및 세포 생장에 도움을 주는 사이토카인 분비가 극대화되면서 나타난 효과다.

연구를 주도한 장진아 교수는 "엔지니어드 줄기세포를 통해 이식된 줄기세포는 혈관 재생을 향상시키고, 심근경색 부위를 개선시킴으로써 심근경색 치료에 있어 새로운 개념의 획기적인 방안이 될 것으로 보인다"고 말했다.