돼지 피부로 만든 각막으로 실명환자 20명의 시력을 회복하는데 성공

돼지 피부로 만든 '각막'으로 인간 시력 회복에 성공

인간에게도 임상시험이 잘 된 것 같습니다.

스웨덴 린 쇼핑 대학(Linköpings Universitet)에서 진행된 연구에 따르면 각막 질환으로 실명한 14명과 실명 위기에 있는 6명에게 돼지 피부로 만든 인공각막을 이식한 결과 전원 시력을 회복하는 데 성공했다고 합니다.

현재 전 세계에는 1200만 명이 넘는 사람들이 각막으로 인해 실명 상태에 있지만 각막 제공자는 매우 적어서 70명 중 1명만이 이식받을 수 있습니다.

만약 각막을 인공적으로 대량 생산할 수 있다면 많은 사람들을 실명으로부터 구할 수 있을 것입니다.

그러나 돼지의 피부를 통해 어떻게 인간에게 적합한 인공 각막을 만들었을까요?

본 연구의 자세한 내용은 2022년 8월 11일 <Nature Biotechnology>에서 공개되었습니다.

요약

• 돼지 피부로 만든 '각막'을 이용한 임상시험에 대성공!
• 이식 후 2년이 지나도 합병증은 일어나지 않았다

돼지 피부로 만든 '각막'을 이용한
임상시험에 대성공!

돼지 피부로 만든 '각막'으로 인간 시력 회복에 성공

현재 각막 질환으로 인해 전 세계에서 많은 사람들의 눈에 악영향을 받고 있습니다.

각막은 눈의 가장 바깥 표면에 있는 투명한 부분이자 사물을 보는 렌즈로서 중요한 역할을 하고 있습니다.

이 각막이 탁하거나 렌즈로서 빛을 제대로 굴절시키지 못할 경우 시력에 중대한 손상이 발생하게 됩니다.

하지만 현재 각막이식을 하려면 사망자에게 제공되는 인간의 각막이 필요하기 때문에 절대 수가 한정돼 있고 각막이식이 필요한 사람들 중 제공받는 사람은 70명 중 1명에 불과합니다.

원추 각막의 증상이 진행되면 빛을 제대로 눈에 전달하지 못하게 되어서 망막에 빛을 느끼는 힘이 남아 있어도 사물의 윤곽을 전혀 인식하지 못하게 됩니다.

그래서 이번에 린 쇼핑대 연구자들은 돼지 피부를 재료로 인간에게 이식 가능한 인공각막을 만들어서 원추각막 (각막이 원추 모양으로 돌출하는 난치병)을 앓는 20명의 피험자에게 이식하기로 했습니다.

사람이나 돼지의 피부에는 각막의 재료가 되는 대량의 콜라겐이 함유되어 있기 때문에 잘 추출하여 가공할 수 있다면 동일한 콜라겐에 의해 만들어진 각막을 대체할 수 있습니다.

다만 피부로부터 추출한 콜라겐을 직접 눈 안으로 집어넣더라도 잘 되지는 않습니다.

순수한 콜라겐은 느슨한 젤 형태로 열화 하기 쉬운 소재로 각막으로 기능하려면 어떤 방법으로든 콘택트렌즈와 같은 형상으로 굳혀야 하기 때문입니다.

그래서 연구자들은 콜라겐에 대해 화학적 방법과 광학적 방법의 두 가지 방법으로 가교를 시행했습니다.

콜라겐 분자를 가교 처리로 연결하여 구조를 공고히 하다

가교는 위 그림과 같이 분자끼리 다리처럼 연결하여 구조를 공고히 하는 효과가 있기 때문에 가교 처리를 함으로써 콜라겐끼리 결합되어 느슨하고 열화 하기 쉬운 콜라겐을 각막으로서 견디도록 다져줍니다.

인공 각막이 완성되자 연구자들은 이식 수술에 착수했습니다.

이식 대상은 원추각막으로 인해 시력을 상실한 14명(법적으로 실명 상태로 판정)과 중증 시력장애로 판정된 6명입니다.

이식받은 결과는 모든 피험자의 시력을 개선시키는 데 성공했습니다.

특히 효과가 높았던 3명에게서는 시력이 상실된 상태에서 '시력 1.0'의 정상 상태까지 회복시킬 수 있었습니다.

또 인간 제공자로부터 각막을 이식받은 경우와 비교한 결과, 돼지 피부로 만들어진 각막은 인간으로부터 이식받은 각막과 비교해 그 성능에도 손색이 없는 것으로 나타났습니다.

하지만 이 각막의 뛰어난 것은 성능만이 아니었습니다.

인간의 각막은 제공자 사후 2주 이내에 이식하지 않으면 열화 되어 제대로 작동하지 않게 되어 버립니다.

하지만 새로 개발된 인공 각막은 사용 전 상태라면 최장 2년간 보존이 가능합니다.

또한 인간의 각막을 이식받은 경우에는 거부반응을 막기 위해 수년에 걸쳐 면역억제제를 계속 복용해야 합니다.

하지만 돼지 피부로 만들어진 인공각막의 경우 면역억제 기능이 있는 안약을 8주간 지속 사용하는 것만으로도 충분했습니다.

인간으로부터의 이식보다 거부반응 위험이 낮은 것은 인공각막이 합성되는 과정에서 거부반응의 원인이 되는 물질이 대부분 배제되어 있기 때문이라고 볼 수 있습니다.

게다가 이번 연구에서는 이식 수술 절차도 개량되어 레이저를 이용하여 초정밀 절개를 함으로써 기존의 수술에서 사용되던 봉합 처리도 필요 없게 되었습니다.

이식 후 2년이 지나도 합병증은
일어나지 않았다

돼지가 재생 의료의 열쇠가 될 날이 다가오고 있습니다

이번 연구를 통해서 돼지의 피부를 재료로 한 인공각막이 인간 환자에게도 안전하게 이식될 수 있는 것으로 나타났습니다.

이식 후의 성능도 매우 양호하여 피험자 전원에게 시력이 개선되어져 수술 전에는 20명 중 14명이 법적으로 실명되었다고 판단되는 상태에 있었으나 2년 후에는 전원이 실명 상태에서 벗어나는데 성공하였습니다.

또한 이식이 원인이 되는 합병증도 확인되지 않았습니다.

연구자들은 돼지의 피부는 매우 저렴하게 확보할 수 있기 때문에 인공 각막을 대량으로 생산할 수도 있다고 말합니다.

돼지와 이식 기술을 접목하는 연구는 각막 이외에도 다양한 장기에서 시도되고 있으며, 예를 들어 다른 연구에서는 뇌사한 사람에게서 추출한 인간의 폐를 돼지의 혈관에 연결함으로써 이식용 장기로 사용할 수 있을 정도로 회복시키는데 성공하고 있습니다.

연구자들은 앞으로 인공각막을 개인에 맞춰 더욱 적합성을 높일 수 있는 방법을 찾아간다고 합니다.

어쩌면 미래의 세계에서는 돼지가 재생 의료의 스타가 되어 있을지도 모르겠습니다.

관련원문은 아래링크를 참고하세요.

Bioengineered corneal tissue for minimally invasive vision restoration in advanced keratoconus in two clinical cohorts



https://www.stylec.co.kr/short/VMVfItEfrF

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