중간엽줄기세포 분비물질의 안전성
중간엽줄기세포 (Mesenchymal stem cells; MSCs) 치료제는 안전한가요?
MSC exosome의 안전성
올해 6월에 열린 어떤 줄기세포 학회에서 만난 미국 의사분과 대화를 나눴습니다. 그분은 한국에서 MSC 관련 연구를 많이 하고 있는 만큼, 혹시 사람에게 MSC를 정맥주사한 적이 있거나, 그런 적이 있는 사람을 알고 있느냐 물으셨습니다. 그분은 바로 그 다음날 자신의 환자 한명에게 MSC 정맥주사를 할 예정이라고 하셨습니다. 무슨 질병을 치료하기 위해서냐 물으니, 오랫동안 질병으로 고생하신 어떤 할머니가 우울증이 심해서 혹시 도움이 될까 해본다고 하셨습니다. 그분은 이미 실험적으로 연골치료 등등에 대해 MSC를 국소적으로 주사한 경험이 있으셨던 의사분이었습니다. 그런데 정맥주사는 처음이라고, 동물에게서는 아무런 문제가 없다고 하지만 그 동물들의 의견을 물을 수는 없으니, 진짜로 안전한지 궁금하다고 했습니다. 그리고 그 질문은 우리 모두가 가지고 있는 질문일 것입니다. 안전성에 대해서는 알려진 것은 어떤 것들이 있을까요?
출처: http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/30793/title/Exosome-Explosion/
이번 편에서는 MSC가 내보내는 물질들(exosomes; 막으로 싸여져서 안에 물질을 담고 있는 세포 안의 구조물)의 안전성에 관해 연구한 한 논문(Cytotherapy. 2016 Mar;18(3):413-22.)을 소개해드립니다.
이 연구팀에서는 토끼, 기니피그, 쥐(여기에선 랫트 또는 랫드를 의미합니다; rats; 생쥐보다 큰 쥐)에 MSC exosome을 투입하여 안전성 연구를 하였습니다. 그들이 관찰한 항목과 그 결과에 대해 정리해보겠습니다.
1) 용혈 (hemolysis)
토끼 심장에서 채취한 혈액에 MSC exosomes를 섞어 용혈작용이 일어나는지 관찰을 하였는데, 용혈이 관찰되지 않았습니다. 이는 MSC에서 나오는 물질이 혈관 속에서 적혈구를 터뜨리지 않을 것임을 의미합니다.
2) 혈관과 근육 자극 (vascular and muscle stimulation)
정맥에 MSC exosomes를 주사받은 토끼의 정맥을 관찰해보니 막힘이나 주변 조직의 팽윤(swelling)이 관찰되지 않았습니다. 토끼의 근육을 관찰한 결과, 결이 진 근육의 구조에는 이상이 없었고, 근육 사이사이에 출혈도 없었다고 합니다.
3) 발열성 물질 (pyrogen)
MSC exosomes를 주사받았을 때 발열이 일어나지 않았습니다.
4) 전신성 과민반응 (systemic anaphylaxis)
기니피그에 MSC exsomes를 주사하여 불안(restlessness), 숨가쁨(shortness of breath), 호흡곤란(difficulty breathing) 등이 관찰되지 않았습니다.
5) 혈액학 지표 (hematology indexes)
적혈구 수(RBC)와 헤모글로빈(hemoglobin; 산소운반역할을 하는 물질, 적으면 빈혈), 헤마토크릿(hematocrit; 혈액 속 적혈구 용적의 비율, 적으면 빈혈)이 정상치보다 증가하였지만, 식염수를 투여받은 군과 다르지 않았다고 합니다. 그 외에 백혈구 수(WBC)나 림프구(lymphocytes), 단핵구(monocytes), 과립구(granulocytes)의 비율은 정상이었습니다.
6) 간기능과 신기능
간기능의 지표로 사용될 수 있는 여러 효소(AST, ALT, ALP) 수치와 총 콜레스테롤 및 총 단백질 수치를 검사했습니다. 신기능으로는 혈액요소성질소(BUN; Blood urea nitrogen)와 크레아티닌 수치를 검사했는데요. MSC exosomes를 주사받은 군과 주사받지 않은 군의 차이가 관찰되지 않았다고 합니다.
그리고 추가적으로 쥐에서 MSC exosome 주사는 체중감소 효과가 있었다고 합니다. 이 현상은 MSC만을 주입하거나 MSC를 키운 배지(conditioned medium)을 주입한 경우에도 보고된 경우가 많은데요. 위의 연구팀은 이런 현상을 암컷 쥐에서만 발견했다고 합니다.
이렇게 보면 문제가 없어보이지만, 문제가 있다는 보고도 있습니다.
바로 MSC exosomes가 암성장을 촉진할 수 있다는 보고인데요. 그런 보고도 있었고, 그렇게 암성장을 촉진하는 것이 VEGF(vascular endothelial growth factor)라는 혈관성장인자를 촉진시켜서 그렇다는 연구결과도 발표된 바 있습니다.
안전성에 대해서는 더 많은 연구와 논의가 필요할 것 같습니다. 다음 번에도 MSC 치료의 안전성에 관해 알아보도록 하겠습니다.
출처 논문들 pubmed 주소:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22055459
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27245267
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21900753
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26857231