가톨릭의대 김성원 교수팀, “난치성 질환 맞춤형 이식‧첨단바이오의약품 발전 이바지 할 것”
[의학신문·일간보사=정광성 기자] 국내 교수팀이 세계 최초로 타인 성체줄기세포 기반의 난치성 기관 결손 환자 맞춤형 3D 바이오프린팅 인공기관 이식에 성공했다.
가톨릭의대(학장 정연준)는 이비인후과 김성원 교수팀(서울성모병원 박선화 박사, 갑상선내분비외과 배자성 교수, 가천대 이진우 교수, 티앤알바이오팹 김인호 박사)이 이같은 이식 사실과 더불어 성공 적인 생착을 확인했다고 7일 밝혔다.
이번 연구는 약 20년간 수행된 성체줄기세포 기반 환자 맞춤형 3D 바이오프린팅 인공 기관을 실제 임상에 적용하는 임상 실용화 연구로, 교수팀에 따르면 기관은 그동안 갑상선암‧두경부암‧선천성 기형‧외상 등으로 기관 삽관술‧절개술 등 치료가 이뤄졌지만 기관 협착 및 결손이 발생하는 등 위험성과 더불어 기관의 완벽한 복원이 불가능했다.
현재까지 대체 치료법이 없는 난치성 질환으로, 기관 골격 구조 재건과 동시에 기능을 유지할 수 있는 재건 방법이 절실히 요구되고 있는 상황.
이에 교수팀은 이러한 난치성 기관 결손 환자들을 위해 지난해 8월 타인의 성체줄기세포와 생체재료 및 정밀 공학기술을 접목한 성체 줄기세포/연골세포를 바이오 프린팅해 3차원 맞춤형 인공 기관을 제작 후 이식 치료를 진행했다.
구체적으로 코막힘 증상의 치료를 위해 다빈도로 시행되는 ‘코 하비갑개 수술’ 과정에서 폐기되는 인체 조직을 재활용해 새로운 기능성 성체줄기세포 공급원으로 사용했으며, 초자연골 재생을 위한 연골세포 역시 코중격 수술 과정에서 폐기되는 인체 연골조직으로부터 분리 배양해 이식했다.
그 결과 수술 후 6개월의 추적 관찰을 통해 성공적인 생착을 확인했다.
교수팀은 “이번 연구는 살아있는 세포를 실제 장기‧조직의 구조와 유사하게 세포 프린팅 함으로써 활성화된 이식용 장기와 조직을 만드는 3D 바이오프린팅 방법”이라며 “지금까지 존재하지 않았던 환자 이식용 인공 기관을 제작해 환자에게 이식한 것”이라고 평가했다.
아울러 이번 이식성공의 요인으로 줄기세포‧생체재료 전문 연구진‧정밀 3D 프린팅 가공 공학자‧규제과학‧품질관리 전문 연구진‧첨단바이오의약품의 GMP 공정과 더불어, 장기적인 목표 공유를 통한 이비인후과‧외과 간 다학제 협력 연구 및 각 연구기관간 협력체계 구축을 꼽았다.
김성원 교수는 “이번 이식성공은 살아있는 타인의 성체줄기세포를 실제 3D 세포 프린팅하는 바이오프린팅 정밀공학기술을 적용해 개발된 세계 최초의 인공 인체 장기 이식의 임상시험 사례”라며 “환자 맞춤형 3D 바이오프린팅 인공 장기 이식 실용화 기술 발전에 토대는 물론 향후 추가로 진행될 각종 난치성 질환에 대한 첨단바이오의약품의 개발 과정에서도 큰 역할 할 것”이라고 기대했다.
한편 이번 연구는 보건복지부 및 보건산업진흥원에서 지원하는 첨단의료기술개발사업(바이오프린팅 실용화 기반 기술개발)을 통해 서울성모병원‧가천대‧포스텍‧티앤알바이오팹 공동연구팀이 정부의 지원을 받아 수행됐다.