세포치료제는 살아있는 세포를 환자에게 주입하여 세포와 손상된 조직의 기능을 회복시키는 치료법이다. 그중 줄기세포치료제는 미분화 세포를 이용한 재생의약으로, 다능성(pluripotent) 및 ...
세포치료제는 살아있는 세포를 환자에게 주입하여 세포와 손상된 조직의 기능을 회복시키는 치료법이다. 그중 줄기세포치료제는 미분화 세포를 이용한 재생의약으로, 다능성(pluripotent) 및 다분화능(multipotent)이라는 세포 자체의 특성으로 인해 종양발생 또는 잠재적 독성의 위험성이 존재한다. 따라서 인체에 대한 임상시험을 실시하기 전 동물에 대한 비임상시험을 실시하여 줄기세포치료제의 안전성을 확보하는 것이 필요하다.
본 연구에서는 주산기 가사 유발 저산소성-허혈성 뇌병증(hypoxic-ischemic encephalopathy, HIE) 치료를 목적으로 개발 중인 트롬빈 전처리 인간제대혈 유래 중간엽줄기세포 치료제(thrombin-pretreated human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells, th-UCB-MSCs)의 임상적용 전 비임상 안전성평가를 진행하였다. 본 연구는 줄기세포의 주된 치료 효과를 향상시킨 트롬빈 전처리된 th-UCB-MSCs에 대해 생체내 분포분석(in vivo biodistribution), 일반독성(subchronic general toxicity), 생체내 종양원성(in vivo tumorigenicity) 및 생체외 종양원성(in vitro tumorigenicity)을 평가하였으며, 비임상시험관리기준(Good Laboratory Practice, GLP)에 따라 수행하였다. 최대 투여가능농도인 1×105 cells/10 µL/head를 고용량으로 설정하여 마우스 및 랫드의 뇌실(brain ventricle)에 단회 투여하였으며, 신생아 손상 및 투여시기를 고려하여 분포분석 및 일반독성평가에서도 랫드 7일령의 신생자를 사용하였다. 또한 신생아의 성장과정에서의 영향을 확인하기 위해 랫드 신생자를 이용하여 피모발생, 절치 붕출 및 안검개열 완료일을 확인하는 성장시험(physical development), 부주지성, 견인력, 청각반사, 동공반사, 회전봉시험 및 운동성 검사를 실시하는 행동시험(behavioral function), 수미로시험을 통한 학습기능시험(learning and memory)과 질개구 및 포피개열 완료일을 확인하는 성성숙 측정(sexual maturation)을 평가하였다.
본 연구 결과를 통해 th-UCB-MSCs를 마우스 및 랫드 신생자에게 단회 뇌실내 투여하였을 때 일반증상, 체중 및 사료섭취량 측정, 임상병리학적 검사, 장기중량, 육안적 소견 및 병리조직학적 검사에서 독성 변화가 관찰되지 않는 것을 확인하였다. 또한 th-UCB-MSCs 투여로 인한 면역독성 및 성장과정에 미치는 영향은 없는 것으로 확인되었다. 면역부전 마우스를 이용한 생체내/생체외 종양원성 평가에서도 th-UCB-MSCs와 관련된 종양형성이 관찰되지 않았으며, 분포분석을 통해 th-UCB-MSCs가 투여 후 7일까지 뇌에 검출되고 이후 각 장기에서 검출되지 않는 것이 확인되었다. 결론적으로, 이 연구를 통해 HIE 치료를 위한 th-UCB-MSCs의 임상적 사용과 트롬빈으로 전처리된 세포치료제의 비임상 안전성평가에 대한 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.