LNP로 조혈모세포 직접 편집…혈액질환 완치 길 열리나

중국 연구팀이 지질나노입자(LNP)를 이용해 체내에서 직접 조혈모세포 유전자를 편집하는 기술을 개발, 혈액질환 치료의 새로운 가능성을 제시했다.

중국 의학과학원 혈액병병원 라오슈콴, 청타오 교수 연구팀은 지난 5일(현지시간) 국제학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링'에 이 같은 내용의 연구 결과를 발표했다고 바이오 전문매체 바이오온이 12일 보도했다.

현재의 조혈모세포 유전자 치료는 환자에게서 세포를 채취해 체외에서 유전자를 교정한 뒤 다시 주입하는 방식이다. 이 과정은 복잡하고 비용이 많이 들며, 전처치 과정의 독성 부작용과 일부 환자에서 충분한 세포를 확보하기 어렵다는 한계가 있었다.

연구팀은 15종의 LNP를 스크리닝해 CD34 항체를 결합한 'CD34/LNPDP' 시스템을 개발했다. 이 시스템은 조혈모세포 표면에 있는 CD34 단백질을 표적해 크리스퍼 유전자 가위(CRISPR/Cas) 편집 도구를 세포 안으로 정확히 전달한다.

연구팀은 인간화 마우스 모델의 대퇴골 내에 CD34/LNPDP를 투여했다. 그 결과, 인간 조혈모세포 내 'BCL11A' 유전자의 편집을 유도해 태아 헤모글로빈(HbF) 발현을 장기간 재활성화하는 데 성공했다. 이는 겸상적혈구증이나 베타-지중해빈혈 같은 질환의 치료 가능성을 시사한다.

또한 'ELANE' 유전자 돌연변이를 가진 호중구감소증 모델에서는 해당 유전자의 엑손 2를 효율적으로 편집했다. 이를 통해 돌연변이 단백질 발현을 줄이고 호중구 발달을 부분적으로 회복시키는 효과를 확인했다.

연구팀은 "CD34를 표적하는 방식은 정상적인 조혈 기능을 방해하지 않으면서 체내에서 유전자 치료를 수행할 수 있는 방법"이라며 "임상 전환에 유망한 후보가 될 것"이라고 설명했다.