▲ 전분화능 줄기세포는 어떤 세포로도 분화할 수 있는 만능세포다. ⓒ 질병관리본부
▲ 전분화능 줄기세포는 어떤 세포로도 분화할 수 있는 만능세포다. ⓒ 질병관리본부

질병관리본부가 결핵에 효과적인 약물을 선별할 새로운 기법을 개발했다고 1일 밝혔다.

김정현 보건연구관 연구팀은 '전분화능 줄기세포'를 활용해 마크로파지를 대량으로 생산하는 기술개발에 성공했다.

전분화능 줄기세포는 어떤 세포로도 분화할 수 있는 만능 줄기세포다. 역분화줄기세포, 배아줄기세포, 체세포복제 배아줄기세포 등이 있다. 마크로파지는 침입한 병균을 삼켜 면역세포에게 정보를 전달한다. 면역세포는 정보를 토대로 싸울 무기인 항체를 만든다.

연구팀은 어떤 약물이 결핵균에 효과가 있는지 정확하게 선별하는 기법도 마련했다. 선별 기법으로 기존 약물이 들지 않던 결핵균에 효과적인 신약후보물질이 발굴됐다.

결핵은 발생률과 사망률이 매우 높은 감염병이다. 지난 50년 동안 결핵균은 여러 약물에 내성을 보이며 변이했다. 하지만 지금까지 존재하는 결핵 약물은 3종류뿐이다.

연구팀은 2년 동안 전분화능 줄기세포를 분화시켜 인간 마크로파지 세포를 대량 생산하는 기술을 개발했다. 제작한 마크로파지는 사람 마크로파지와 매우 유사했다.

결핵균은 인간 마크로파지에 잠복해 약물을 회피한다. 연구팀은 인간 마크로파지에 감염된 결핵균을 제거하는 결핵약물 스크리닝 기술을 고안했다.

▲ 결핵균은 호흡기를 통해 인체로 들어온다. 마크로파지는 결핵균이 증식하는 곳이다. 감염된 마크로파지는 살균기전이 약해지고 결핵균을 퍼뜨린다. ⓒ 질병관리본부
▲ 결핵균은 호흡기를 통해 인체로 들어온다. 마크로파지는 결핵균이 증식하는 곳이다. 감염된 마크로파지는 살균기전이 약해지고 결핵균을 퍼뜨린다. ⓒ 질병관리본부

연구팀은 줄기세포 유래 마크로파지에 결핵균을 감염시킨 후, 후보약물 3716개를 처리했다. 마크로파지 세포에는 독성이 없으면서 숨어있는 결핵균만 저해하는 항결핵 신약후보물질 6건이 발굴됐다.

한국 파스퇴르 연구소와 연구팀은 신약후보물질 10-DEBC이 여러 약제에 내성을 보이는 결핵균에도 효과가 있음을 확인했다. 10-DEBC는 인체 유래 마크로파지에 감염된 결핵균에도 효과가 있었다.

김성곤 국립보건연구원 생명의과학센터장은 "줄기세포를 인체유래 세포에 효능이 있는 항결핵 물질을 발굴한 것에 큰 의미가 있다"며 "약물 스크리닝 플랫폼은 결핵뿐만 아니라 다양한 약물개발에도 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

연구는 1일 국제 저명 저널인 셀(Cell) 자매지 스템 셀 리포트(Stem Cell Report)에 게재됐다.

줄기세포로 인간 마크로파지 세포를 대량생산하는 기술은 특허협력조약(PCT)에 국제 출원됐다. PCT는 여러 국가에 직접 출원한 효력을 갖는다. 국내 특허등록은 지난달 30일 결정됐다.

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