실명 부르는 '노인성 황반변성’, 유전자가위로 잘라내다

IBS-서울대병원, 눈에 직접 주입하는 유전자 치료법 개발

(왼쪽부터)기초과학연구원(IBS) 유전체 교정 연구단 김진수 단장(서울대 화학부 겸임교수), 서울대학교 병원 안과 김정훈 교수/사진=IBS

국내 연구진이 실명을 유발하는 망막질환 노인성 황반변성을 유전자 가위로 치료할 수 있는 기술을 개발했다. 유전자 가위가 암이나 유전성 희귀질환 뿐만 아니라 비유전성 퇴행성 질환에도 효과적인 치료법이라는 것을 증명한 첫 사례로 평가된다.

기초과학연구원(IBS) 유전체 교정 연구단 김진수 단장(서울대 화학부 겸임교수)과 서울대학교병원 안과 김정훈 교수 연구팀이 세계 처음으로 크리스퍼 유전자 가위를 실험용 쥐의 눈에 직접 주입해 혈관내피성장인자 유전자 수술에 성공했다고 21일 밝혔다. 크리스퍼 유전자 가위는 원하는 부위의 DNA(유전자)를 정교하게 자르고 교정하는 도구이다. 유전자 가위는 특정 염기서열을 찾아가는 유전정보 전달물질 RNA(리보핵산)와 이를 절단하는 효소로 이뤄져 있다.

앞서 공동 연구팀은 살아있는 동물의 체내에 유전자 가위를 직접 전달해 효율적이고 안전하게 유전자를 수술할 수 있는 방법을 개발한 바 있다. 이번 연구는 이 기술을 노인성 황반변성에 적용한 것이다. 전체 실명 유발원인의 5%를 차지하는 이 병은 안구 내 망막색소상피세포에서 혈관내피성장인자가 병적으로 증가해 신생 혈관이 눈 속에 자라 실명을 초래한다. 병변이 악화되면 치료가 불가능한 질환이다.

기존의 노인성 황반변성 치료는 눈 안으로 혈관내피성장인자를 중화시키는 약제를 주사하는 방법으로 약효가 짧고 반복적으로 안구 내 주사가 필요해 경제적인 부담이 컸다.

반면 연구진이 개발한 유전자 수술법은 혈관내피성장인자 유전자 자체를 제거, 눈 전체에서 신생 혈관이 만들어지는 양을 반영구적으로 감소시킨다. 연구진은 실험용 쥐에 레이저를 쏘여 신생혈관을 유발한 뒤, 크리스퍼 유전자 가위를 복합체 형태로 망막 아래 주사했다. 그 결과, 유전자 가위를 이용해 망막색소상피세포에서 혈관내피성장인자의 과발현을 억제하는 데 성공했다. 동물모델에서 유전자 수술로 혈관과 멜라닌세포가 많이 분포하고 있는 안구벽의 중간층 막인 맥락막 내 신생혈관의 크기가 줄어드는 치료 효과를 입증한 것.

특히 이 유전자 가위는 망막 아래 주입되고 3일 내 유전자를 교정하고 사라지며 면역 반응을 일으키지 않았다. 살아있는 세포에 유전자가위를 효과적으로 전달하면서도 빠르고 안정적인 유전자교정이 일어났다는 것이 연구진의 설명이다. 김진수 단장은 “이번 연구는 비유전성 퇴행성 질환에서 병적으로 발현이 증가하는 유전자를 택해 발현을 억제한 것”이라며 “질병 치료의 새로운 패러다임을 제시했다”고 말했다. 김정훈 교수는 “앞으로 전임상시험과 임상시험을 거친 후 신약시판 허가 단계를 밟을 수 있을 것”이라고 밝혔다.