골밀도 감소로 인해 골절이 쉬워지는 골다공증은 일본에서만 1,100만 명 이상의 환자가 있는 것으로 알려져 있으며, 전 세계적으로는 환자 수가 5억 명을 넘어 연간 최대 3,700만 건의 골절이 골다공증으로 인해 발생하고 있습니다. 스페인 연구팀이 골다공증 환자의 골 강도를 회복시킬 수 있는 '생약'을 발견했을 가능성이 있다는 연구 결과를 발표했습니다. Glycocalyx-edited mesenchymal stem/stromal cell therapy in advanced osteoporosis: Cell https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00944-X 'Living Medication' May Have Restored Bone Strength in 10 Patients With Advanced Osteoporosis : ScienceAlert https://www.sciencealert.com/living-medication-may-have-restored-bone-strength-in-10-patients-with-advanced-osteoporosis 연구팀은 새로운 연구에서 뼈, 혈관, 심근 등으로 분화할 수 있는 간엽계 줄기세포(간엽계 간질세포: MSCs)를 이용한 '생약'이 골다공증 치료에 도움이 될 수 있다는 점에 주목했습니다. 간엽계 줄기세포는 채취한 조직에 따라 특성이 다르며, 골수에서 채취한 간엽계 줄기세포는 골 형성을 담당하는 골아세포로 분화합니다. 이론적으로는 골수에서 채취한 간엽계 줄기세포가 골다공증 치료를 위한 골 강화 요법에 활용될 수 있습니다. 그러나 체외에서 배양한 간엽계 줄기세포는 시알릴 루이스 X(sLeX)라는 표면 분자가 결여되어 있어 배양 후 환자의 정맥에 투여해도 골수를 찾는 능력이 저해된다고 합니다. 전임상 모델에서는 간엽계 줄기세포를 덮고 있는 당단백질과 다당류(글리코칼릭스)를 유전자 편집으로 조정함으로써 시알릴 루이스 X의 결여를 보완할 수 있음을 보여주었습니다. 하지만 이러한 간엽계 줄기세포의 유전자 편집이 인간 환자에게도 안전하고 효과적인지는 아직 불분명했습니다.
이번 연구에서 연구팀은 51~72세 여성 골다공증 환자 10명을 대상으로 소규모 제1상 임상시험을 진행했습니다. 연구팀은 피험자의 고관절에서 채취한 골수를 이용해 간엽계 줄기세포를 분리·배양한 뒤, 유전자 편집을 통해 골수로 돌아가는 능력을 향상시킨 후 정맥 주사로 다시 체내에 투여했습니다.
6년 동안 피험자를 추적 조사한 결과, 주요 안전성 지표에 문제가 발생하지 않았으며 치료와 관련된 유해 사건도 확인되지 않았습니다. 특히 치료받은 피험자에서 골다공증에 기인한 골절이 급격히 감소한 점이 주목할 만합니다.
연구팀은 "본 연구 피험자는 임상적으로 취약성 골절 재발 위험이 매우 높음에도 불구하고 재골절 발생률이 급격히 낮아졌다"며 "구체적으로 주입 전 2년과 주입 후 2년을 비교했을 때 골절 발생률이 연간 8건에서 연간 0.5건으로 감소했으며, 이는 취약성 골절이 94% 감소한 것을 의미한다"고 밝혔습니다. 또한 유전자 편집된 간엽계 줄기세포를 주입한 후 120일에 채취한 골 조직 검사에서 피험자 10명 중 7명에서 평균 골 조직 면적이 유의미하게 증가한 것이 확인되었습니다. 골 대사 관련 바이오마커 역시 골 강화 징후를 보였으며, 영상 검사에서는 골 내부의 망상 해면골 밀도가 개선된 것으로 나타났습니다.
이번 1상 임상 시험은 체외에서 배양한 간엽계 줄기세포 주입 치료의 안전성을 평가하는 것이 목적이었으나, 예상보다 골절 예방 및 골밀도 개선 효과를 확인할 수 있었습니다. 연구팀은 "종합적으로 투여된 유전자 편집 간엽계 줄기세포가 주로 해면골에서 골 재생 효과를 발휘하는 것으로 보인다"고 설명했습니다. 다만 이번 시험은 대조군을 둔 무작위 실험이 아니었기 때문에 유전자 편집 간엽계 줄기세포 투여가 미치는 영향을 정확히 이해하려면 추가 연구가 필요합니다. 그럼에도 이번 임상 시험에 참여한 피험자에게는 어떤 형태로든 유익한 변화가 나타났으며, 향후 골다공증 치료에 큰 변화를 가져올 가능성이 기대됩니다.
원문 보기 | 출처: Gigazine