실명을 유발하는 선천망막질환을 유전자교정을 통해 치료할 수 있을까?

툴젠(대표 김종문)은 서울대학교병원 안과 김정훈 교수팀과 10월 30일(논문 게재일, 미국 현지 시간), 레버선천흑암시를 지닌 생쥐에게 유전자교정물질을 전달해 유전자 돌연변이를 완전히 교정하는데 성공했다고 밝혔다.

이 연구성과는 저명한 국제학술지 ‘사이언스’ 자매지인 ‘사이언스 어드밴시스’ 최신호에 게재되었다.

이번에 연구팀이 가능성을 확인한 선천성 망막질환은 레버선천흑암시(Leber congenital amaurosis; LCA)로 시각기능과 관련된 유전자의 돌연변이로 인해 영·유아 및 소아에서 발생되는 대표적인 실명 질환이며, 시각장애 특수학교 어린이 10~18%가 해당 질병을 앓고 있다.

연구팀은 돌연변이RPE65 유전자를 가진 rd12생쥐의 망막하 공간에 크리스퍼 유전자가위와 정상RPE65 유전자를 탑재한 아데노부속바이러스(AAV) 벡터를 주사했다.

그 결과, RPE65 유전자를 주로 발현하는 망막색소상피(RPE)에서 상동재조합(Homologous recombination)이라고 하는 DNA 수선기작에 의해 돌연변이가 교정될 수 있는 결과를 차세대 염기서열 분석(NGS) 방법을 통해 정밀하게 확인할 수 있었다. 이와 함께, 유전자교정을 통해 정상 RPE65 단백질이 발현되었고, 망막신경세포층의 두께도 회복되었으며, 망막전위도검사에서도 시각반응이 정상 생쥐의 20%이상 수준으로 높아지는 것을 확인했다.

또한, 회복된 시각반응이 주사 후 7개월 이상 동안 유지되는 결과를 통해 연구팀은 유전자교정에 의한 장기적인 치료효과의 가능성도 확인할 수 있었다

툴젠은 과거 김정훈 교수님과 진행하였던 이전 연구에서 유전자가위를 동물의 눈에 전달하여 질병 유발 유전자에 돌연변이를 도입하고 이를 통해 치료효과를 보일 수 있음을 보인 바 있다.

하지만, 실제 질병관련 돌연변이를 고치기 위해서는 유전자가위와 함께 공여 DNA를 세포에 전달하였을 때 상동재조합이라는 방식으로 유전자교정이 일어나야 하는데 이 과정은 분열하지 않는 세포에서는 잘 일어나지 않는 것으로 알려져 있었고 눈의 경우 세포 분열이 잘 일어나지 않기 때문에 이러한 유전자교정이 가능할지가 연구결과로써 알려져 있지 않았다.

툴젠 치료제 2연구소의 송동우 소장은 ”이런 면에서, 이번 연구결과는 동물의 망막색소상피에서도 상동재조합을 이용하여 돌연변이의 정확한 교정을 수행할 수 있다는 점을 처음으로 규명하였으며 이를 통해 동물 모델에서 치료 효과를 확인하였다는 점에서 의미가 크다“라고 전했다.

서울대병원 안과 김정훈 교수는 “이번 연구는 선천망막질환에서 원인이 되는 유전자 돌연변이를 정확히 교정할 수 있는 가능성을 확인했다”며 “이 연구는 실제 임상 치료제 개발의 발판이 될 것”이라고 기대했다.

툴젠 김종문 대표이사는 "툴젠은 유전자교정 기술을 활용한 안과질환에 많은 관심을 갖고 있다."면서, "이번 연구성과를 바탕으로 선천망막질환에서 유전자교정의 가능성을 확인한 만큼, 유전자교정 기술을 이용한 치료제 개발이 가속화되길 기대한다."고 밝혔다.

조수영 기자  bodo@emoneynews.co.kr

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