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[바이오토픽] 에디타스 메디슨, 「CRISPR를 이용한 시각상실 치료」 긍정적 예비결과 발표
의학약학 양병찬 (2021-10-01)

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▶ 연구자들은 9월 29일 열린 비전 컨퍼런스에서, CRISPR 유전자편집 도구를 이용하여 시각상실을 치료하려는 최초의 시도가 성공의 가능성을 보였다고 보고했다. 2020년 시작된 치료법을 시술받은 6명의 환자 중 2명이 빛을 더 잘 감지하고, 1명은 희미한 불빛 속에서 미로 찾기를 할 수 있다고 한다.

바이오텍 업체 에디타스 메디슨(Editas Medicine)이 주관하는 이번 임상시험은 사상 처음으로, 환자의 세포를 배양접시에서 변형한 다음 재주입하지 않고 CRISPR 기구를 체내에 직접 주입했다. "약간 개선된 예비결과는 이 치료법이 시력 회복에 기여할 수 있음을 시사하는 것으로, 매우 고무적이다"라고 결과 브리핑 세션의 좌장인 UCSF의 안과학 연구자 자크 던칸은 말했다.

임상시험 참가자들은 레베르선천흑암시(LCA: Leber congenital amaurosis)라는 질병을 앓았는데, LCA 환자는 (망막에서 빛을 감지하는) 광수용체 세포(photoreceptor cell)나 주변 세포의 유전적 결손 때문에 어린 시절에 시각을 상실하기 시작한다. 성인이 된 환자의 시야는 거의 빨대(drinking straw)만큼 좁아지며, 눈앞의 물체를 흐리고 희미하게 볼 수 있을 뿐이다. 그들의 안구는 종종 좌우로 불안정하게 흔들린다.

2017년 'LCA 치료제'로 승인받은 유전자요법은, 무해(無害)한 아데노관련바이러스(AAV: adeno-associated virus)를 이용하여 RPE65라는 유전자의 기능적 사본(working copy)을 환자의 망막세포에 전달한다. 그러나 AAV를 이용하여 유전자를 전달하는 방법은, 가장 흔한 형태인 「10형 LCA(LCA10: LCA type 10)」에 사용할 수 없다. LCA10은 또 하나의 유전자인 CEP290의 결손 때문에 초래되는데, 이 유전자는 '광수용체 세포 주변의 다른 단백질들'의 왕래(shuttling)를 돕는 단백질을 코딩한다. 그런데 안타깝게도, CEP290은 너무 크기 때문에 AAV에 적재할 수가 없다.

에디타스가 고심 끝에 생각해 낸 방법은, AAV를 이용하여 유전자 대신 'CRISPR의 유전자가위'를 망막세포에 전달하는 것이었다. '(CRISPR의 유전체 절단 효소인) Cas9를 코딩하는 유전자'와 '2개의 가이드 RNA(gRNA)'가 투입되면, 세포는 Cas9를 생산한 후 'CEP290의 흔한 변이'를 잘라냄으로써 기능적 단백질을 생산할 수 있다.
 

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▶ 9월 29일 발표된 결과에 따르면, 6명의 중증 시각손상 환자(성인)가 한쪽 눈에 「EDIT-101」이라는 치료제 1회 용량(총 3회 예정)을 주입 받았다. 일부 환자는 경미한 부작용(눈 통증이나 염증)을 호소했다.

시각검사가 가능한 5명의 환자 중에서, 3명은 뚜렷한 효과를 보지 못했다. 그러나 (중간용량을 주입 받은) 나머지 2명은 '섬광등(flashing light)에 대한 반응'을 이용한 측정에서, 치료 전보다 더 많은 빛을 감지할 수 있는 것으로 나타났다. 시각 검사를 담당한 오리건 보건과학대학교의 마크 페네시는 같은 날 테네시주 내슈빌에서 열린 「망막퇴화에 관한 국제 심포지엄(International Symposium on Retinal Degeneration)」에서 그 결과를 프레젠테이션 했다.

전반적인 결과 외에, 더 많은 빛을 감지할 수 있는 환자 중 한 명—54세 여성—은 6개월 후 실시된 시력검사(visual acuity test) 결과가 유의미한  개선되었다. "그녀는 시력검사표의 맨 위에 있는 ‘E’자를 못 읽었었는데 이제 볼 수 있다"라고 페네시는 말했다. "또한 그녀는, 전에는 밝은 빛 속에서 실패했던 장애물 코스를 어두운 빛 속에서도 통과할 수 있었다." 당사자인 칼린 나이트(오리건주 포틀랜드 거주)는 NPR과의 인터뷰에서(참고 1) 다음과 같이 말했다. "나는 사람들과 충돌하는 것을 더 이상 두려워하지 않아요. 내 몸에는 멍 자국이 별로 없어요."
 

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페네시에 의하면, 나이트가 그렇게 좋은 결과를 얻은 것은, 다른 환자들과 달리 2개의 CEP290 유전자에 (Cas9가 겨냥하는) 변이를 보유하고 있기 때문인 것 같다고 한다. "그러나 솔직히 말해서, 그녀가 최고의 결과를 얻은 이유는 우리도 몰라요"라고 그는 실토했다.

▶ 이제 LCA10 연구자들은 4명의 성인 환자들을 더 모집하여, 임상시험에서 정한 최고용량을 주입하기 시작했다. "생쥐와 원숭이를 이용한 실험 결과에 기반하여, 우리는 고용량이 더 나은 임상결과로 이어질 수 있다는 희망을 얻었다"라고 에디타스의 최고의학책임자(CMO)인 리사 마이클은 한 웨비나(비대면 화상회의)에서 말했다.

또한, 에디타스는 임상시험의 일환으로 어린이들을 치료할 수 있기를 바라고 있다. "어린이 환자들은 온전한 광수용체를 성인보다 더 많이 갖고 있으므로, 더 좋은 효과를 기대할 수 있다"라고 페네시는 말했다. "또한 어린이들은 뇌의 가소성(plasticity)이 뛰어나므로, 향상된 시각신호의 처리에 더 잘 적응할 수 있다."

CRISPR는 작년에 하나의 희귀 유전질환 치료에서 임상적 성공을 거뒀고, 두 가지 심각한 혈액장애 환자의 빈혈·통증·기타 증상을 완화했다(참고 2; 한글자료). 후자의 경우, 연구자들은 환자의 혈액줄기세포를 배양접시에서 편집한 후 환자의 체내에 재주입했다.

에디타스는 자신들의 임상시험을 'CRISPR를 이용해 체내의 세포를 편집한 최초 사례'라고 기술하고 있지만, 작년에 런칭한 또 하나의 in vivo 시험이 이미 성과를 거뒀다. 연구자들은 지난 6월, "CRISPR를 이용하여 심장 및 신경 질환을 초래하는 간(肝)의 독성 단백질 수준을 크게 낮췄다"고 보고한 바 있다(참고 3; 한글자료). 바이러스를 이용하여 CRISPR의 DNA를 체내에 배달하는 대신, 연구자들은 'CRISPR를 코딩하는 mRNA'가 적재된 지질 나노입자(lipid nanoparticle)를 환자의 혈액에 주입했다. 이 접근방법은 더욱 단기적인 유전자편집 효과를 기대할 수 있기 때문에 더 안전하다고 볼 수 있지만, 간 이외의 다른 조직에는 사용하기가 어렵다는 단점이 있다.
 

※ 참고문헌
1. https://www.npr.org/sections/health-shots/2021/09/29/1040879179/vision-loss-crispr-treatment
2. https://www.science.org/news/2020/12/crispr-and-another-genetic-strategy-fix-cell-defects-two-common-blood-disorders (한글자료 https://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=325242&SOURCE=6)
3. https://www.science.org/content/article/crispr-injected-blood-treats-genetic-disease-first-time (한글자료 https://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=332219&SOURCE=6)

※ 출처:
1. Editas Medicine https://ir.editasmedicine.com/news-releases/news-release-details/editas-medicine-announces-positive-initial-clinical-data-ongoing
2. Science News https://www.science.org/content/article/crispr-helps-blind-woman-see-doesn-t-help-all-patients

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양병찬 (약사, 번역가)

서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리...

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