박사는 “특정 유전자를 모든 장기로 이동시킬 수 있는 디자인 유전자 치료가 유전자 조작 기술을 통해 만들어질 것이다. 지금까지는 주사물의 대부분이 간에서 분해 제거되어 버리기 때문에 불가능했다”고 말했다.
혈관내피에 선택성
유전자 치료에서는 사람에 해가 없는 바이러스나 질환을 일으키는 성분을 제거한 바이러스에 치료용 유전자를 집어넣고, 그 바이러스를 벡터로하여 체내에 주사, 즉 삽입하고 바이러스가 감염된 부위에서 유전자를 치료한다.
Baker 박사팀은 아데노 수반바이러스(AAV)를 간에서 제거되지 않도록 디자인하고 체내의 특정 세포(이번 경우는 혈관내피세포)에 감염되도록 혈중에 충분히 머물도록 했다.
박사는 “혈관내피 세포는 항상 혈류와 접하며 심혈관계의 이상에도 관여하고 있어, 유전자 치료의 타겟으로는 가장 적합하다. 이번 연구는 1회 투여로 장기간 유전자 발현이 가능한 AAV를 이용하여 유전자 송달을 실시한 다른 연구실의 혈우병에 관한 연구결과에 근거하고 있다. 이 연구에서는 1회 투여로 최장 5년간 효과를 보이지만, 현재도 연구는 계속되고 있으며, 연장될 가능성도 있다. AAV는 사람에 질환을 일으키지 않는다는 점에서도 좋은 선택”이라고 말했다.
박사는 또 “다양한 심혈관계의 유전자 치료, 특히 실제로는 혈류를 매개하거나 표적 부위에 도달할 수 없는 경우를 생각할 때 전신에 투여할 수 있는 유전자 송달 재료의 개발은 중요하다. 이번 연구에서는 세포 특이적인 펩타이드를 이용함으로써 AAV를 전신에 대한 유전자 치료용으로 변경할 가능성이 처음으로 제시됐다”고 덧붙였다.
안전성 향상
Baker 박사팀은 “이번은 내피세포에 특이적으로 결합하는 2 개의 새로운 펩타이드를 바이러스에 추가시켰다. 내피세포 에 선택적인 단백질을 생산하는 이를 펩타이드와 결합한 바이러스는 이른바 ‘디자이너 바이러스’다”라고 말했다.
이러한 펩타이드는 msl, mtp라고 하며 변경시키지 않은 것은‘야생형’ AAV(AAVwt), 변경한 AAV는 AAVmsl, AAV mtp라고 한다.
박사팀은 배양세포와 마우스를 사용한 실험에서 변경한 AAV와 내피세포가 어떻게 상호작용하는지를 조사했다.
그 결과, 야생형 AAV는 내피세포보다 간세포에 100배나 감염되기 쉽지만, 변경 AAV에서는 혈관내피 세포에 대한 감염성이 높아지는 것으로 나타났다.
이 실험에서는 변경 AAV가 주요 장기(주로 간)에 축적될 가능성은 야생형 AAV보다 적었다. 또한 변경 AAV는 야생형보다 간에서 제거되는 경우가 줄어들기 때문에 혈중에 장시간 머무르며 또한 변경 AAV의 표적인 혈관내피 세포에 축적된다는 사실도 나타났다.
박사는 “이번 결과는 심혈관계에 미치는 유전자 송달의 선택성과 유효성을 개선시키는 것이고, 이를 이용할 때의 안전성도 개선될 것”이라고 말했다.