김광수 교수 연구팀이 줄기세포를 파킨슨병 환자에 이식하는 수술을 하는 모습 [사진 KAIST]

한국인 과학자가 미국에서 유도만능줄기세포(iPS) 기술을 이용해 파킨슨병 환자의 뇌에 줄기세포를 이식하는 데 성공했다.

KAIST는 “김광수 미 하버드 의대 교수가 환자 맞춤형 줄기세포 임상 치료에 성공했다”고 2일 밝혔다. 김 교수는 KAIST 생명과학과에서 석ㆍ박사를 졸업하고 미국으로 건너가 연구를 계속했다. 신경과학과 줄기세포 분야의 세계적인 석학으로 꼽힌다.

맞춤형 줄기세포를 이용한 파킨슨병 치료 모식도[사진 KAIST]

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유도만능줄기세포를 뇌 질환 환자에 이식해 임상 치료 효과까지 낸건 이번이 처음이다. 유도만능줄기세포는 신경세포ㆍ혈액세포ㆍ근골격 세포 등 인체를 구성하는 모든 세포로 분화가 가능해 ‘만능 줄기세포’로 여겨진다. 김 교수는 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받아 2017부터 2년 동안 두 차례에 걸쳐 69세 파킨슨병 환자에게 줄기세포를 이식했다. 환자의 피부세포를 변형해 신경전달물질 도파민을 생성케 한 후 이를 환자의 뇌 깊숙이 주입하는 방식이었다. 이후 2년 동안 PET, MRI 영상 등으로 경과를 지켜본 후 지난 5월 이와 관련한 논문을 발표했다. 환자는 면역 체계 거부 반응을 보이지 않았고, 스스로 구두끈을 다시 묶을 수 있을 정도로 회복됐다. 수영과 자전거를 탈 정도로의 운동 능력까지 회복했다.

피부 세포(맨 왼쪽) 유도만능줄기세포(가운데), 도파민 뉴런(맨 오른쪽) [사진 KAIST]

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수술을 받은 환자는 조지 로페즈(George Lopez) 씨로, 맞춤형 줄기세포의 신속한 연구와 파킨슨병 정복을 위해 애써 달라며 김 교수 연구팀을 꾸준히 지원했다고 한다.

이러한 수술과 임상 성공은 하루 아침에 이뤄진 성과는 아니다. 파킨슨병의 맞춤형 줄기세포 치료는 일단 환자의 체세포를 안정적으로 줄기세포로 전환한 뒤, 이를 다시 도파민 세포로 분화시킨 후 뇌에 이식해야 하는 까다로움이 뒤따른다. 20년간 관련 기술을 연구한 김 교수는 10여 년 전 이미 바이러스를 사용하지 않고 환자의 세포를 이용해 유도만능줄기세포를 제작하는 기술을 최초로 개발했다. 이를 파킨슨병 동물 모델에 적용해 성과를 입증했다.

김광수 하버드 의대 교수 [사진 KAIST]

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김 교수는 “더 많은 환자를 대상으로 임상을 할 수 있도록 FDA에 승인을 신청했다”며 ”10여 년 정도 후속 연구를 계속 성공적으로 수행하면 맞춤형 세포치료가 파킨슨병 치료를 위한 또 하나의 보편적인 치료 방법으로 자리 잡게 될 것”이라고 밝혔다.

연구 성과는 의학 분야에서 권위있는 저널로 꼽히는 뉴잉글랜드의학저널(NEJM)에 지난 5월 게재됐다.

권유진 기자 kwen.yujin@joongang.co.kr

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