바이오인공신장은 만능의 제공장기로서 이식신장의 부족을 해소시키고 만성신부전의 투석치료를 대체해 줄 것으로 기대되고 있다.
이식신장 부족 해소와 투석대체 기대
【뉴욕】바이오인공신장에 이용되는 신보조장치(RAD)는 중공사막 카트리지를 장착하고 각 중공사막의 강관에는 근위 요세관세포가 단층으로 배양돼 있다.
근위 요세관세포는 혈액성분을 생리적으로 조정하고 RAD카트리지의 중공사막을 통해 혈액속으로 되돌려보낸다. 이 장치의 안쪽은 세포막기질로 덮여져 있다.
배양세포에서 건강신기능 재현
RAD카트리지는 기존의 지속적 신보조요법(CRRT)회로에 들어가 있다. 혈액여과기 및 RAD는 카테터, 이식편, 누공에 의해 환자에 접속된다. 근위요세관세포는 중공사막 안에 봉임함으로써 환자의 면역계에서 격리된다. RAD는 살아있는 사람조직을 포함하고 있기 때문에 바이오인공신장이라고도 불린다.
Nature Biotechnology(17:451-455, 1999)에 의하면 생체외관류회로에서 대용혈액여과장치와 돼지의 요세관을 이용한 요세관세포치료장치를 조합시킨 결과, 급성요독증인 개에서 여과, 수송, 대사, 내분비 등 신기능을 훌륭하게 수행했다고 한다.
이번 시험의 연구자인 Humes교수는 『근위 요세관세포는 임상적으로 유효한 속도로 한외여과액(ultrafiltrate)을 재흡수함으로써 기능했다』고 同誌에서 설명한다.
즉 이 논문에서는 RAD장치에 1)나트륨, 중탄산염, 글루코스, 유기음이온의 능동수송이라는 신기능의 대체 2)글루타치온대사, 사이토카인생성, 프리래디칼 스캐빈저 효소생성 및 암모니아생성이라는 신대사기능의 대체 3)비타민D의 활성화능력도 있음이 실증됐다.
돼지의 세포이용으로 보급
Humes교수의 연구실에서는 사람 세포를 포함하는 다양한 종류의 포유류 근위 요세관세포를 RAD장치로 사용하는데 성공하고 있다.
Nature Biotechnology에 게재된 연구 및 이번 제1상시험에서는 돼지세포가 이용되고 있다. 이 교수의 홈페이지에서는 이들 시험에 돼지세포를 이용하게 된 것은 이 기술이 최종적으로 널리 이용될 수 있도록 기대되고 있고 얻기 쉽기때문이라고 한다.
이 세포는 신장의 사구체 벽을 형성하는 재흡수세포에서 채취된다.
교수팀은 태아의 세포처럼 급속하게 특정 세포로 성장발달할 능력을 갖고 있는 어느 종류의 줄기세포의 채집기술을 개발했다. 이 기술을 통해 줄기세포를 요세관의 대용이 되는 재흡수장치에 넣어 이용할 수 있다고 한다.
ARF는 사고나 중독에 의해 일어나는 돌연한 신기능부전이다. 신기능이 정지하고 있는 동안에도 환자가 견딜 수 있다면 ARF는 극복할 수 있다. 그러나 표준적인 치료에서는 ARF환자의 사망률은 미국에서 50%를 넘고 있다. RAD를 제조한 Nephros Therapeutics社에 의하면 표준적 치료를 받은 ARF환자의 생존율이 낮은 것은 근위 요세관세포가 관리하는 어떤 종류의 신기능이 멈추는 것과 관계하고 있는 것같다고 설명한다.
同社에서는 바이오인공신장이 만성말기신부전(ESRD) 환자에 대한 효과적인 치료법을 제공할 것으로 기대하고 있는데, 현재로서는 미식품의약품청(FDA)이 승인한 것은 ARF뿐이다. 교수팀은 『인공신장에 좀더 기능을 추가시키고 환자에 대한 장기 적용능력을 증명하게 되길 크게 기대하고 있다. 이 장치가 성공하면 적합이식용 장기의 부족을 완전히 해소시킬 수 있으며 만성신부전의 투석치료를 대체할 수 있다』고 말했다.