줄기세포 치료 왜 중요할까요? : stem cells

줄기세포의 중요성

줄기세포 치료와 같이 기적의 치료법과 스스로 치유하는 신체에 대한 아이디어는 특별한 매력을 지니고 있습니다. 줄기세포(stem cells) 연구는 재생의학(regenerative medicine)을 한 단계 더 가까이 가져 왔지만, 많은 아이디어와 개념은 여전히 ​​논란의 여지가 있습니다. 그렇다면 줄기세포는 무엇이며 왜 그렇게 중요할까요?

줄기세포는 다른 여러 유형의 세포로 발전 할 수 있는 세포 유형입니다. 줄기세포는 오랫동안 활동하지 않은 후에도 분열을 통해 스스로 재생 될 수 있습니다.

인체는 기능을 수행하기 위해 다양한 유형의 세포를 필요로 하지만 완전히 형성되고 사용할 준비가 된 각 세포 유형을 생성하지는 않습니다. 대신 다양한 기능을 가진 줄기세포를 생산합니다. 그러나 줄기세포가 유용하려면 특정 세포 유형이 되어야 합니다.

줄기세포가 분열되면 새로운 세포는 또 다른 줄기세포 또는 혈액세포, 뇌세포 또는 근육세포와 같은 특정 세포가 될 수 있습니다. 과학자들은 줄기세포를 미분화 세포(undifferentiated cell)라고 부릅니다. 어떤 세포도 될 수 있기 때문입니다. 반대로, 혈액세포는 이미 특정 종류의 세포이기 때문에 분화된 세포(differentiated cell)입니다.

 

 

줄기세포 치료

줄기세포는 신체가 스스로 치유하는 재생의학의 핵심을 제공 할 수 있습니다. 일부 조직에서 줄기세포는 쉽게 분열하여 죽은 세포를 대체 할 수 있기 때문에 재생에 필수적인 역할을 합니다. 과학자들은 줄기세포가 작동하는 방식을 아는 것이 당뇨병 및 심장병과 같은 질환에 대한 가능한 치료로 이어질 수 있다고 믿습니다.

예를 들어, 누군가의 심장에 손상된 조직이 있는 경우 의사는 실험실에서 성장한 줄기세포를 환자의 심장에 이식하여 건강한 조직이 성장하도록 자극 할 수 있습니다. 이로 인해 심장 조직이 스스로 재생 될 수 있습니다.

심장이식연구 저널에 발표된 소규모 연구의 연구원들은 이 방법을 테스트했습니다. 그 결과 의사가 손상된 부위에 줄기세포를 이식했을 때 심장 마비로 인한 흉터가 있는 심장 조직의 크기가 40 % 감소한 것으로 나타났습니다. 의사들은 항상 이런 종류의 흉터가 영구적이고 치료할 수 없다고 생각했습니다.

그러나, 이 소규모 연구에는 11명 만 참여했습니다. 이것은 심장 기능의 개선이 줄기세포이식으로 인한 것인지 아니면 다른 원인으로 인한 것인지 여부를 구별하기 어렵게 만듭니다. 예를 들어, 모든 이식은 환자가 관상동맥우회로이식술(heart bypass surgery)을 받는 동안 이루어졌기 때문에 심장 기능의 향상은 줄기세포 치료가 아닌 우회이식술로 인한 것일 수 있습니다.

추가 조사를 위해 연구원들은 또 다른 연구를 할 계획입니다. 이 연구에는 우회 수술을 받았지만 줄기세포 치료를 받지 않은 심부전 환자의 대조군이 포함됩니다.

2016년에 발표된 또 다른 조사에서는 줄기세포 치료가 맞춤형 당뇨병 치료의 기초가 될 수 있다고 제안했습니다. 생쥐와 실험실에서 배양 한 배양 물에서 연구자들은 1 형 당뇨병 환자의 피부에서 추출한 줄기세포에서 인슐린 분비 세포를 성공적으로 생산했습니다.

연구팀은 ‘이론적으로 우리가 이러한 개인의 손상된 세포를 새로운 췌장 베타세포로 대체 할 수 있다면, 그 주된 기능은 인슐린을 저장하고 방출하여 혈당을 조절하는 것입니다. 1형 당뇨병 환자는 더 이상 인슐린 주사가 필요하지 않을 것입니다. 또한 이러한 줄기세포 유래 베타세포가 3 ~ 5 년 이내에 인간을 대상으로 연구 할 준비가 될 수 있기를 희망합니다.

우리가 구상하고 있는 것은 세포로 채워진 일종의 장치가 피부 바로 아래에 배치되는 외래 환자에 대한 시술입니다.’ 라고 설명합니다. 줄기세포는 새로운 치료법을 개발하는 데 막대한 잠재력을 가질 수 있습니다.

 

약물 개발에서 줄기세포

과학자들은 줄기세포를 사용하여 신약을 개발하고 테스트하고 있습니다. 현재 과학자들이 줄기세포를 사용하는 한 가지 방법은 신약을 개발하고 테스트하는 것입니다. 이러한 목적으로 과학자들이 일반적으로 사용하는 줄기세포 유형을 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cells) 라고 합니다.

유도만능줄기세포는 이미 분화를 겪은 세포이지만 과학자들이 바이러스를 사용하여 유전적으로 ‘재프로그래밍’ 해놓아서, 분열이 가능하고, 모든 세포가 될 수 있습니다. 이런 방식으로 유도만능줄기세포는 미분화 줄기세포와 같은 역할을 합니다.

과학자들은 이러한 다능성 줄기세포로부터 분화된 세포를 예를 들어 암세포와 유사하게 성장시킬 수 있습니다. 이러한 세포를 만드는 것은 과학자들이 항암제를 테스트하는 데 사용할 수 있음을 의미합니다.
연구자들은 이미 이 방법을 사용하여 다양한 암세포를 만들고 있습니다. 그러나 아직 통제된 방식으로 암세포를 모방하는 세포를 생성 할 수 없기 때문에 결과를 정확하게 복제하는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다.

 

현재 줄기세포 치료는 효과가 있나요?

미국의 경우 최근 몇 년 동안 줄기세포 치료를 제공하는 클리닉이 열렸습니다. 2016년 연구에 따르면 미국에서만 570 개의 클리닉이 집계되었습니다. 그들은 스포츠 부상에서 암에 이르기까지 다양한 장애에 대한 줄기세포 기반 치료법을 제공합니다. 그러나 줄기세포 치료법은 여전히 ​​증거 기반이 아니라 이론적입니다.

임상 시험의 초기 단계에 도달한 줄기세포 치료법은 거의 없습니다. 과학자들은 현재 대부분의 연구를 생쥐나 페트리디시(petri dish)에서 수행하고 있습니다. 그럼에도 불구하고, 미국식품의약국 (FDA) 은 세포가 정상적인 기능만 수행하도록 의도된 자신의 줄기세포를 주입 할 수 있도록 허용하고 있다고 합니다.

 

 

줄기세포 수집

과학자들은 다양한 방법으로 줄기세포를 수확 할 수 있습니다. 배아줄기세포(Embryonic stem cells)는 불과 며칠된 배아에서 나옵니다. 과학자들은 뇌, 골수, 혈관, 골격근, 피부, 치아, 장, 간 등 다양한 유형의 조직에서 성체 줄기세포(adult stem cells)를 추출 할 수 있습니다.

양수(Amniotic fluid)에는 줄기세포가 포함되어 있습니다. 많은 여성들이 아이가 태어나기 전에 선천성 장애를(congenital disabilities) 확인하는 양수천자검사(amniocentesis test)를 선택합니다. 의사가 체액을 보관하면 향후 임신 중이나 출산 후 다른 상태를 치료하는 데 사용할 수 있습니다.

유도만능줄기세포 (induced pluripotent stem cells, iPS 세포)는 과학자들이 재생 의학에 사용하기 위해 줄기세포로 작동하도록 재프로그래밍 할 수 있는 세포입니다. 줄기세포를 수집 한 후 과학자들은 일반적으로 나중에 사용할 수 있도록 액체 질소에 저장합니다.

 

윤리적 문제

역사적으로 의학 연구에서 줄기세포의 사용은 논란의 여지가 있습니다. 줄기세포의 치료적 사용이 1990 년대 후반 대중의 주목을 받았을 때 과학자들은 배아에서 인간의 줄기세포를 추출하고 있었기 때문입니다.

줄기를 추출하는 것은 배아를 파괴하는 것을 의미하기 때문에, 많은 분들이 인간 배아세포를 의학 연구에 사용하는 것에 동의하지 않습니다. 이것은 사람들이 인간 삶의 시작을 구성하는 것에 대해 다른 믿음을 가지고 있기 때문에 복잡한 문제를 야기합니다.

어떤 사람들에게는 아기가 태어나거나 배아가 태아로 발달 할 때 삶이 시작됩니다. 다른 사람들은 인간의 삶이 임신에서 시작한다고 믿기 때문에, 배아는 인간 성인이나 어린이와 동일한 도덕적 지위와 권리를 가지고 있습니다.

이당시 미국 대통령 이었던, 조지 W. 부시 대통령은 강력하고 친근한 종교적 견해를 가지고 있었고 2001년에 인간 줄기세포 연구에 대한 자금 지원을 금지 했습니다. 그러나 오바마 대통령 행정부는 이러한 연구에 대한 제한을 부분적으로 철회하는 것을 허용했습니다.

그러나 2006년에 과학자들은 이미 만능 줄기세포를 사용하기 시작했습니다. 과학자들은 배아 줄기세포에서 이러한 줄기세포를 추출하지 않습니다. 결과적으로, 최근의 기술은 이전과 같은 동일한 윤리적 문제를 가지고 있지 않습니다.

최근 줄기세포 기술의 발전과 함께 줄기세포 연구에 대한 태도는 서서히 변화하기 시작했습니다.

 

진행중인 연구

줄기세포 연구는 과학자들이 단일 세포에서 유기체가 어떻게 발달하는지, 건강한 세포가 사람과 동물의 결함 세포를 대체하는 방법을 이해하도록 돕고 있습니다.

 

암 이해

암 및 선천성 장애와 같이 인간에게 발생하는 많은 심각한 의학적 질환은 세포가 비정상적으로 분열하기 때문에 발생합니다. 줄기세포를 더 잘 이해하면 이러한 질병이 어떻게 발생하는지와 가능한 치료 옵션에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

 

재생 의학

줄기세포는 심장의 흉터 감소에서 치아 치료에 이르기까지 여러 건강분야에서 가능성을 보여주었습니다. 2016년 6월, 두 명의 연구원이 영국 왕립 화학학회의 신흥 기술경쟁에서 사람의 치아에 고유한 줄기세포를 자극하는 합성 생체재료를 만들기 위한 재료부문에서 2 위를 차지했습니다.

연구진은 줄기세포가 손상된 치아가 스스로 치유되도록 촉구하기 때문에 이 물질이 충전재를 대체 할 것이라고 믿습니다.

줄기세포 치료가 일반적인 의료 행위의 일부가 되기 위해서는 훨씬 더 많은 연구가 필요하지만, 줄기세포에 대한 과학은 항상 발전하고 있습니다.

거의 모든 치료 분야에서 의사들은 줄기세포 기술이 치료 규범에 혁명을 일으키고 최소한 새로운 개인 맞춤 치료 표준을 도입하고, 심지어 자가치유기관까지 도입되기를 희망하고 있습니다.

 

[Mov] Can stem cells shape the future of medicine?