바이오인

개 모델에서 유전자 치료로 색소성 망막염에 따른 실명을 회피
미 국립보건원 지원 연구에서 후기단계 질환까지로의 치료 가능성을 제안

□ 미 국립보건원 산하 국립 눈연구소(NEI) 지원을 받은 연구를 통해 유전자 치료로 자연발병하는 후기 색소성 망막염을 가진 개의 시력을 보존

  ㅇ 이번 발견은 현재까지 치료법이 존재하지 않는 실명을 일으키는 안과 질병을 가진 사람들을 위해 유전자 치료가 임상실험으로 진전하는 데 필수적인 기반을 제공
 
□ 펜실베니아 대학교와 Gainesville 소재 플로리다 대학의 과학자들은 눈에서 상당한 정도로 세포가 소실된 이후에도 유전자 치료가 적용가능한 점을 최초로 규명

  ㅇ 지금까지 동물실험들에 따르면 이러한 질환의 초기단계에서 유전자 치료가 이루어 진 경우에만 효과가 있는 것으로 알려짐
 
□ 국립 눈 연구소의 프로그램 책임자인 Neeraj Agarwal 박사는 이번 연구를 통해 교정된 유전자가 망막의 광수용체의 손실을 멈출 수 있고 질환의 중간단계에서의 유전자 치료 개념의 증명의 좋은 사례를 제공한다고 언급
 
□ 색소성 망막염은 눈의 후면에 위치한 빛에 예민한 조직인 망막의 변성을 일으키는 가장 흔한 유전질환

  ㅇ 약 4,000명 당 한명의 사람들이 영향을 받으며 이 중 10~20%는 주로 남성들에게 영향을 미치는 X 염색체 연관 색소성 망막증이라고 불리는 매우 심한 형태를 가짐

    - X 염색체 연관 색소성 망막증은 10세 이내에 야맹증을 일으키며 45세까지 점진적인 시력 상실을 야기

  ㅇ X 염색체 연관 색소성 망막증을 지닌 사람의 약 70%는 광수용체를 유지하는데 필수적인 색소성 망막증 GTPase 조절단백질

(RPGR, retinitis pigmentosa GTPase Regulator) 유전자의 기능을 파괴하는 돌연변이를 보유

    - 광수용체들은 망막에서 빛을 흡수하여 뇌로 전달될 수 있는 전기적인 신호로 전환하는 역할을 수행

    - 이 질환은 두 가지 광수용체 유형에 모두 악영향을 미침

    * rods : 어둠 또는 어두운 빛 속에서 사물을 볼 수 있도록 함
      cones : 자세한 모습과 색깔을 볼 수 있도록 함
 
□ RPGR 돌연변이의 영향을 극복하기 위해서 연구자들은 건강한 RPGR 유전자를 인체에 무해한 것으로 알려진 adeno-associated 바이러스에 삽입

    * 이 바이러스는 RPGR 단백질을 생산할 수 있는 유전자를 망막 세포에 전달

  ㅇ 연구자들은 잡종견들에게서 자연적으로 발생하는 RPGR X 염색체 연관 색소성 망막염을 가진 개에서 유전자 치료를 시험

  ㅇ 이 질환의 초기부터 후기까지를 지닌 개들에게 한 쪽 눈에는 유전자 치료를 실시하고 나머지 눈은 대조군으로 치료를 하지 않았음

  ㅇ 실험 결과는 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재
 
□ 연속적인 이미징 결과, 유전자 치료가 광수용체가 위치한 망막층이 얇게 변하는 과정과 질환에서 흔하게 관찰되는 변성을 중단

  ㅇ immuolabeling을 실시한 결과, 연구자들은 유전자 치료를 실시한 눈에서 rod 및 cone 광수용체의 구조가 치료를 하지 않은 눈과 비교했을 때 개선되었으며 잘 보존된 것을 확인

  ㅇ 망막으로부터의 전기 신호 또한 유전자 치료가 세포 기능을 보존했음을 제안

  ㅇ 전체적으로 이번 연구를 통한 발견들은 유전자 치료가 질환에 따른 세포 파괴를 최소 실험기간인 2.5년의 기간 동안 정지시켰음을 제안
 
□ 질환 후기 단계의 개들에서도 유전자 치료는 망막의 두께 손실을 정지시키고 생존한 광수용체들의 구조를 보존

  ㅇ 반면 치료를 하지 않은 눈은 지속적으로 망막의 두께 및 광수용체의 기능을 상실

  ㅇ 장애물 코스 및 미로에서의 어두운 조건 속 시각 행동도 치료를 받지 않은 눈에 비해 치료를 받은 눈을 활용한 개들에게서 통계적으로 유의미하게 우월하였음
 
□ 이 연구의 공동책임자인 펜실베니아 대학교 Gustavo Aguirre 박사와 William Beltran 박사는 이 치료가 사람에서 검증되기 전에 안전성과 독성 위험에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 언급

  ㅇ 그 동안 펜실베니아 대학교의 공동연구자인 Artur Cideciyan 박사와 Samuel Jacobson 박사는 향후 임상시험을 준비하기 위해 RPGR 돌연변이를 갖는 환자들에 대한 조심스러운 평가를 진행 중
 
□ 이번 연구는 부분적으로 NIH 연구비 EY022012, EY018241, EY017549, EY06855, EY013203, EY001583 and OD010939에 의해 지원을 받았음

ㅇ 국립 눈 연구소는 시각 시스템 및 안과 질환에 관한 연방 정부의 연구를 선도
 - NEI는 시각 보존을 위한 치료 개발을 위한 기초 및 임상 연구를 지원
 - 보다 자세한 정보를 원하면 http://www.nei.nih.gov를 방문

ㅇ 미 국립보건원에 대하여 : 미 국립보건원은 국가에서 설립한 의료 연구기관으로 27개 연구소와 센터로 구성. 기초, 임상 및 중개 의료 연구를 지원하는 주요 연방기관이며 질환들의 원인, 대처 및 치료를 연구하고 있음. 보다 많은 정보가 필요한 경우 www.nih.gov를 방문하기 바람

ㅇ 참고문헌
Beltran WA, Cideciyan AV, et al. “Successful arrest of photoreceptor and vision loss expands the therapeutic window of retinal gene therapy to later stages of disease”

* 출처 : National Institutes of Health (NIH) 보도자료(2015년 10월 13일)
        (http://www.nih.gov/news/health/oct2015/nei-13.htm)

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