국내 연구진이 돼지 심장판막을 사람에게 이식할 때 나타나는 면역 거부반응을 획기적으로 줄일 수 있는 방법을 찾았다. 심장 수술에 널리 쓰이는 동물 유래 조직판막(이종판막)은 인체에 이식된 후 염증이나 석회화를 일으키는 면역 거부반응이 가장 큰 문제였는데, 이를 해결할 수 있는 가능성을 열었다.
13일 서울대병원에 따르면 김소영 의생명연구원 연구교수, 김기범 소아청소년과 교수, 임홍국 소아흉부외과 교수 연구팀은 돼지 심낭(심장을 싸고 있는 막)에서 세포를 모두 제거하고 두 종류의 특수 효소를 사용해 면역 거부반응의 주요 원인이 되는 특정 항원(α-Gal, Neu5Gc 등)도 없앤 뒤, 사람 세포를 다시 공배양해 체외에서 살아있는 조직처럼 만드는 데 성공했다.
연구팀은 인공판막에 사람의 지방 줄기세포와 탯줄 정맥 내피세포를 함께 배양해, 판막 조직이 살아있는 인체 조직처럼 재생되도록 유도했다. 동물 세포를 사람에게 맞도록 재세포화할 수 있는 가능성을 확인한 것이다.
판막 조직의 구조와 강도가 유지되면서도 조직학적 변화 없이 항원을 제거해 반복적인 심장판막 수술이 필요한 환자들에게 새로운 치료법 개발의 길을 연 것이다.
심장수술에서 이식재로 널리 쓰이는 돼지나 소의 심낭 등의 판막 조직에는 사람에게 없는 이종항원이 남아있어 인체 내에서 면역 거부반응을 유발할 수 있다. 그로 인해 염증, 석회화, 조직 손상 등이 발생하고 이식 실패로 이어지기도 한다.
특히 소아 환자의 경우 몸이 성장하면서 인공판막을 반복적으로 교체하는 수술이 필요하기 때문에 항원을 효과적으로 제거하고 판막을 환자의 몸속에서 안정적으로 자리 잡게 할 기술 개발이 절실하다.
임홍국 교수는 "이번 연구는 탈세포화와 두 효소의 병용 처리로 항원 제거 효과를 극대화하고 사람 세포를 공배양해 체외 재세포화 가능성을 세계 최초로 입증했다"며 "향후 이 기술을 실제 환자 치료로 연결할 수 있도록 연구를 이어가겠다"고 말했다.
앞서 앞서 연구팀은 자체 개발한 항석회화 프로토콜을 돼지 심낭에 적용해 2018년 폐동맥 스텐트 판막을 개발, 872명의 환자에게 이식한 바 있다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 《조직 공학 A(Tissue Engineering: Part A)》에 게재됐다.
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