바이오인

off-the-shelf용 저면역원성  유도만능 줄기세포주 확립

줄기세포 연구동향

주지현 교수/ 가톨릭대학교 유도만능 줄기세포 연구소

◈ 목차

• 1.개요
  가. 유도만능줄기세포(Induced Pluripotent Stem Cell iPSC) 유래 치료제
  나. 유도만능줄기세포 유래 세포치료제 개발 현황
  다. 면역거부반응에 따른 만능유도줄기세포를 이용한 세포치료제 개발의 한계
  라. off-the-shelf용 저면역원성 유도만능줄기세포주 제작(Universal iPSC) 기술을 통한 한계 극복
  

• 2.‘CRISPR-Cas9’을 이용한 off-the-shelf용 저면역원성 유도만능 줄기세포치료제
  가. ‘CRISPR-Cas9’을 이용한 임상 허가 사례
  나. off-the-shelf용 저면역원성 유도만능줄기세포주(Universal iPSC)의 제작 전략

• 3.유전자편집 기술을 이용한 유전자 치료제의 규제학적 업데이트
  가. 식품의약품 안전처의 ‘유전자편집 기술을 이용한 첨단바이오의약품 품질 평가 가이드라인, 2018.12’
  나. 미국 식품의약품국(FDA 또는 당국)의 현재 입장을 나타내는 지침 초안

• 4.임상등급의 off-the-shelf용 저면역원성 만능 유도줄기 세포주(universal iPSC) 제작

  
  

◈본문

1. 개요

가. 유도만능줄기세포(Induced Pluripotent Stem Cells, iPSC) 유래 치료제

유도만능줄기세포는 체세포로부터 역분화되어 전분화능과 자가 재생능력이 있는 세포를 말한다. 유도만능줄기세포는 자가재생 능력을 가지고 있어 세포 수에 제한이 없고, 전분화능을 가지고 있어 특정 조건을 만들어주면 대부분의 체세포로 분화할 수 있다. 배아줄기세포(Embryonic Stem Cell, ESC) 역시 모든 종류의 체세포로 분화할 수 있는 전분화능을 가지고 있으나, 윤리적 문제로 인해 연구와 응용이 제한적이다. 반면, 유도만능줄기세포는 이러한 문제에서 자유롭다는 장점이 있다.

나. 유도만능줄기세포 유래 세포치료제 개발 현황

전 세계적으로 200개 이상의 회사가 iPSC(유도만능줄기세포)를 직접 또는 간접적으로 사용하고 있는 것으로 보이지만, iPSC 기반 세포 치료 제품을 개발하려는 회사는 소수에 불과하다. 파킨슨병 및 심부전 치료법 개발에 주력하는 BlueRock Therapeutics, 제1형 당뇨병 환자 치료제를 개발하는 Semma Therapeutics, 동종 iPSCs를 사용해 GVHD(이식편대숙주질환) 치료제를 개발하는 Cynata Therapeutics, iPSC 유래 골관절염 치료제인 MIUChon™을 개발 중인 ㈜입셀, iPS 세포 라인에서 혈소판 및 적혈구를 생산하고 저장하는 기술을 개발하는 Megakaryon Corporation 등이 대표적인 유도만능줄기세포를 이용한 치료제 개발 회사들이다. 이 외에도 iPSC 기반 유전자 교정을 통해 세포치료제를 개발하는 회사들도 있다.

현재, 자가와 동종 세포치료제의 비중은 거의 유사하나, 향후 동종 세포를 이용한 연구개발이 증가할 것으로 예상된다. 글로벌 줄기세포 제품별 시장은 성체줄기세포 시장이 가장 큰 비중을 차지하고 있지만, 성장 추세는 유도만능줄기세포가 가장 높은 성장률을 보일 것으로 전망되고 있다. (“중소기업 전략기술로드맵 2022-2024_바이오”, 발행부서:‘중소벤처기업부’, ‘중소기업기술정보진흥원’)

[그림 1] 유도만능 줄기세포의 분화능

출처: Kim, J.Y. et al, Review of the Current Trends in Clinical Trials Involving Induced Pluripotent Stem Cells. Stem Cell Rev and Rep 18, 142-154 (2022)

유전자 교정된 iPSC를 이용해 세포치료제를 개발하고 있는 회사는 다음과 같다. Fate Therapeutics는 혈액암 및 종양 치료를 위한 CAR-T 세포 치료법을 개발하고 있으며, Century Therapeutics는 동종 iPSC 유래 NK 및 T 세포를 개발하고 있다. Allogene는 동종 CAR-T 세포를 개발하고 있고, Editas Medicine은 CRISPR/Cas12a 기반 SLEEK 기법을 통해 CD16과 IL-15를 Knock-in한 iNK 세포를 개발하고 있다. 또한 Vertex는 동종 insulin-producing islet cell 치료제를, Cytiva Therapeutics는 iPSC 유래 NK 및 CAR-NK 세포를 개발하고 있다.

[그림 2] 글로벌 유도만능 줄기세포 기반 치료제 회사