실마리 풀린 내성결핵 치료제 … 신약후보물질 발굴
실마리 풀린 내성결핵 치료제 … 신약후보물질 발굴
김정현 연구팀, 마크로파지 대량생산 기술개발

스크리닝 플랫폼도 마련 … 치료제 개발 길 열려
  • 박정식
  • 승인 2019.11.01 00:46
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[헬스코리아뉴스 / 박정식] 기존 약물로 효과를 보기 어렵던 내성결핵에 대한 치료제 개발 실마리가 국내 연구진에 의해 풀렸다.

1일 질병관리본부 국립보건연구원에 따르면 김정현 보건연구관 연구팀은 ‘전분화능줄기세포’를 활용해 마크로파지(결핵 숙주세포)를 대량으로 생산하는 기술개발에 성공했다.

※ 전분화능줄기세포란 우리 몸을 이루는 모든 세포로 분화가 가능한 줄기세포주를 말한다. 대표적으로 역분화줄기세포, 배아줄기세포, 체세포복제 배아줄기세포 등이 있다.

※ 마크로파지란 선천 면역을 담당하는 주요 면역세포로, 우리 몸 전체에 분포하며 항원 또는 적의 침입 시 섭식하거나 독소를 분비해 파괴, 제거하며 면역반응을 일으키는 세포다. 하지만 이들 대식세포는 결핵균이나 에이즈 바이러스 등의 숙주세포이기도 하다. 숙주가 된 대식세포는 몸 전체를 이동하며 균을 옮기게 된다.

 

전분화능줄기세포유래 마크로파지 분화 및 대량생산. (그림=국립보건연구원)
전분화능줄기세포유래 마크로파지 분화 및 대량생산. (그림=국립보건연구원)

 결핵은 발생률과 사망률이 매우 높은 감염병으로 다제내성균이 지속적으로 발생해 새로운 치료제 개발이 시급함에도 지난 50년 동안 겨우 3개의 약물만 개발됐다. 그동안 치료제 개발을 위해 ‘생쥐의 암세포’나 급성 백혈병환자에서 유래된 ‘단핵세포’를 이용했지만, 발굴 성공률을 매우 낮은 상황이었다.

이를 해결하고자 연구팀은 ‘전분화능줄기세포’를 분화시켜 인간 마크로파지 세포를 대량 생산하는 기술을 개발했다. 또한 제작된 마크로파지가 사람에게서 직접 채취한 마크로파지와 매우 유사하다는 것을 입증했다.

결핵균이 인간 마크로파지 내에 잠복해 약물을 회피하는 성질을 가지고 있다는 것을 알아낸 연구팀은 인간 마크로파지에 감염된 결핵균을 제거하는 결핵약물 스크리닝 기술을 고안했다.

이를 통해 줄기세포 유래 마크로파지에 결핵균을 감염시킨 후, 활성 화합물과 기존약물로 구성된 3716개 화합물 라이브러리를 처리해, 마크로파지 세포에는 독성이 없으면서 숨어있는 결핵균만 선택적으로 저해하는 항결핵 신약후보물질 6건을 발굴한 것이다.

특히 한국 파스퇴르 연구소와 협력해 연구한 결과 발굴된 신약후보물질 중 ‘10-DEBC’는 광범위 약제내성 결핵균에 탁월한 효과가 있는 것으로 확인됐다.

 

인간 마크로파지를 활용한 결핵약물스크리닝 플랫폼. (그림=국립보건연구원)
인간 마크로파지를 활용한 결핵약물스크리닝 플랫폼. (그림=국립보건연구원)

국립보건연구원 김성곤 생명의과학센터장은 “이번 연구는 줄기세포를 이용해 새로운 결핵 약물 스크리닝 기술을 제시하고 실제로 인체유래 세포에 효능이 있는 항결핵 물질을 발굴한 것에 큰 의미가 있다”며 “개발된 약물 스크리닝 플랫폼은 결핵뿐만 아니라 마크로파지의 살균작용을 회피하는 다양한 미제 감염원 약물개발에도 활용될 수 있을 것으로 예상한다”고 말했다.

그러면서 김 센터장은 “줄기세포 유래 인간 마크로파지세포 대량생산기술은 특허협력조약(PCT) 국제 출원돼 10월30일 국내 특허등록이 결정됐으며, 국가기술로 승계돼 다양한 연구 분야에 활용될 수 있도록 할 예정”이라고 덧붙였다.

김정현 연구관은 “발굴된 결핵신약후보물을 가지고 동물실험 등을 통해 임상적 유용성을 검증하는 연구를 진행 중”이라며 “임상 적용 등을 위해서는 후속연구가 필요하다”고 말했다.

이번 연구결과는 국제 저명 저널인 셀(Cell) 자매지 스템 셀 리포트(Stem Cell Report) 11월1일자에 온라인 게재됐다.


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