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제도동향

줄기세포 유래 세포외소포치료제 품질, 비임상 평가정보집

  • 등록일2022-03-30
  • 조회수927
  • 분류제도동향 > 종합 > 종합
  • 자료발간일
    2022-03-14
  • 출처
    식품의약품안전평가원
  • 원문링크
  • 키워드
    #식품의약품안전평가원#세포외소포치료제#줄기세포
  • 첨부파일


줄기세포 유래 세포외소포치료제 품질, 비임상 평가정보집


◈목차

서론 
 1. 배경
 2. 도입
품질평가
 1. 일반사항
 2. 품질관리 및 특성분석
비임상 독성 평가
 1. 면역독성/면역원성
 2. 종양원성/종양진행성
맺음말
참고문헌




◈본문


1. 배경
 
줄기세포는 미분화 상태의 세포로서 다양한 조직재생 및 난치병 질환의 치료에 적용되고 있다.하지만 줄기 세포치료제의 경우, 여전히 체내 투여 시 줄기세포의 낮은 생존율, 체내 안전성에 대한 문제를 비롯한 다양한 부작용(면역 반응, 종양 유발, 조직 석회화 등)이 존재하고 있다. 이러한 줄기세포치료제의 부작용을 해결하기 위해 대체 치료제에 대한 연구가 활발히 보고되고 있으며, 특히 줄기세포의 치료 효과의 상당 부분이 줄기 세포가 분비하는 세포외소포(Extracellular Vesicles, EV)에 의한 것으로 밝혀지면서 세포외소포의 역할에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 세포외소포는 세포 간 신호전달 매개체로서 이를 통해 전달된 다양한 세포신호는 표적 세포의 성장, 이동, 분하, 사멸을 포함한 세포 거동을 조절한다고 알려져 있다.
세포외소포는 50-200 nm 정도의 직경을 갖는 소포체로 세포막 구조와 동일한 이중인지질막으로 이루어져 있으며, 표면에는 특이적인 바이오마커들이 발현되어 있다. 특히 인테그린(integrins), MHC 분자, 세포 골격 단백질 등이 포함되어 있으며, 이 중 CD9, CD63, CD81 등과 같은 테트라스파닌(tetraspanin) 단백질은 세포외소포를 확인할 수 있는 주요한 마커 단백질로 사용되고 있다. 또한 줄기세포 유래 세포외소포는 단일 성분이 아닌 다양한 생체활성 인자(단백질, mRNA, 지질, 대사물질 등)들을 포함하고 있어 줄기세포치료제를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
 
2. 도입
 
본 자료집의 발간 목적은 중간엽 줄기세포 유래 세포외소포치료제의 품질 및 비임상 안전성 평가에 활용 할 수 있는 최신자료를 제공하는 것에 있다.
세포외소포를 치료제로 개발하기 위해서는 품질관리 및 특성분석이 필요하며, 특히 이러한 품질관리 기준은 세포외소포 생산에 있어 배치 간 변동성(batch-to-batch variation)을 최소화하는 것이 중요하다.
세포외소포치료제는 유래되는 세포의 종류, 생산과정 등에 따라 안전성 및 유효성의 기준이 다를 수 있기 때문에 모든 종류의 세포외소포치료제를 동일한 기준으로 평가하는 것은 어렵다. 따라서 줄기세포 기반 세포외소포를 이용한 의약품의 품질평가 및 비임상 평가(면역독성, 종양원성 등)에 본 자료집을 참고할 수 있다. 다만, 세포외소포의 원료물질로 사용한 줄기세포의 특수성을 고려하여 선택적으로 활용하며, 세포의 종류와 기원에 따라 추가적인 평가가 필요할 수 있음을 고려해야 한다.
 
 품질평가
*세포외소포치료제 품질, 비임상 및 임상평가 가이드라인(2018)'에는 세포외소포치료제에 대한 품질관리 항목으로 성상, 세포외소포 수, 세포외소포 크기, 마이코플라스마부정시험, 외래성 바이러스부정시험, 무균 시험, 엔도록신시험, 확인, 순도 및 역가시험이 제시되어 있다. 본 자료집에서는 그 중 일부 항목에 한하여 최신 시험법 및 고려사항 등에 대한 정보를 제공하고 있다.
 
  1. 일반사항
본 자료집에 설명하고 있는 줄기세포는 성체줄기세포 중 지방 유래 중간엽 줄기세포이다. 중간엽 줄기 세포가아닌 조혈모줄기세포(hematopoietic stem cell), 배아줄기세포(embryonic stem cell), 유도만능 줄기세포(iPS, induced pluripotent stem cell), 세포주(cell line), 그리고/또는 세포 배양액의 품질관리에도 활용 가능하나, 각각의 세포의 특성에 따라 원료물질의 품질관리 항목(세포 확인(CD marker 등),
세포외소포의 품질관리 항목(농도, 내부인자 등)에 대해서는 유연하게 세부 항목의 변경 및 추가가 필요하다.
또한 본 자료집은 사람 유래 세포에서 생산되는 세포외소포를 이용하여 개발되는 세포외소포치료제에 활용할 수 있으며, 사람 외의 세포(예, 동•식물세포 또는 미생물)에서 분비되는 세포외소포치료제를 개발할 경우에는 본 자료집에서 제시하는 내용 외에도 세포의 특성을 반영한 추가적인 자료가 필요하다.
 
  2. 품질관리 및 특성분석
세포외소포는 세포의 상태나 제조공정 등에 따라 크게 영향을 받기 때문에 특정 제조공정으로 분리 정제된 세포외소포가 일관된 특성을 가지는 것을 보여주기 위하여 단백질, RNA 및 지질의 조성과 함량에 대한 프로 파일 분석이 필요하다. 일반적으로 세포 종류에 따라 지질의 조성은 다르지만 동일한세포 및 동일 생산 공정 에서 얻어진 지질의 조성 및 함량은 유사하게 나타나야 하며 관리 기준을 정하고 그 기준 설정의 범위 안에서 관리되고 있다는 일관성을 보여야 한다. 프로파일 분석을 위해서는 최대한 많은 수의 단백질, DNA, RNA, 지질 등이 분석될 수 있도록 최신의 기술(예: LC-MS/MS, miRNA array)을 이용하여 분석하는 것이 필요하다. 또한 불순물에 대한 특성 분석과 이에 대한 관리가 필요하다. 배양공정 과정에서 사용되는 물질 중 오염 및
잔류물(serum albumin, 싸이토카인, 항생제, 세균,진균, mycoplasma, 외래성 바이러스,숙주세포 유래 DNA, 숙주세포 유래 RNA 등)에 대하여 배양공정 중 또는 배양완료 후, 잔류물의 제거 방법과 잔류물질의 농도에 대한 관리 기준을 정하고 그 설정된 기준값의 범위 안에서 관리되고 있다는 일관성을 보여주는 평가자료가 필요하다.
 
  1) 세포외소포 수
세포외소포 농도(수) 는 Nanoparticle tracking analysis(이하 NTA) 등을 이용하여 측정할 수 있다. NTA 분석 법은 용액 내에 분포하는 입자에 빛을 조사하여 입자의 브라운 운동(Brownian motion)으로 인하여 산란된 빛을 분석하는 방법이다. NTA 분석은 분석자에 따라 측정에 차이가 있을 수 있어, particle/ frame, threshold 등에 대한 기준을 확립하여 세포외소포의 농도(수)를 분석하여야한다.
또한 세포외소포가 아닌 입자도 측정되기 때문에, 세포외소포의 주요 성분인 단백질의 총량과 비교 분석하여 반정량적인 분석이 필요하다.

 

품질평가.JPG

 

...................(계속)


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