에디타스, 엘러간 등 안과 질환에 획기적 접근
미국 바이오텍인 에디타스 메디신과 현재 애브비에 인수된 엘러간은 유전질환이 있는 환자에게 처음으로 유전자 편집 기술인 크리스프(CRISPR)를 적용했다.
이런 획기적인 치료법은 어린 시절의 실명과 관련된 유전자의 특정 변이에 크리스프 접근을 사용한다.변이는 망막이란 눈의 빛 감지 구역의 기능에 영향을 미치고 빛 감지 세포의 손실로 이어진다.
유전자 치료는 세포에서 단백질의 정상 기능을 회복하는 유전자의 유전적 서열에 오류가 있는 세포에 유전자의 정확한 카피를 삽입하는 것과 관련이 있다.눈은 크리스프 등 새로운 치료 접근법을 시험하기 위한 이상적인 기관이다.
이것은 눈이 뇌에서 가장 많이 노출된 부분이고 쉽게 접근할 수 있기 때문이다.획기적인 유전자 치료 연구들은 심각한 어린이 실명 질환을 위해 최초로 FDA 승인을 받은 유전자 치료제인 룩스투나(Luxturna)에 길을 열었다.
레버 선천성 흑내장 2형(Leber congenital amaurosis Type 2) 치료제인 룩스투나는 스파크 테라퓨틱스가 개발, 노바티스가 승인을 받았다.이후 스파크는 로슈에 인수됐다.
레버 선천성 흑내장 2형은 RPE65라는 단백질을 암호화하는 유전자의 변이에 의해 발생한다.단백질은 빛을 감지하는 데 필요한 화학 반응에 참여한다.
변이는 빛 즉 실명을 발견하는 능력을 없애도록 하는 RPE65의 기능을 감소시키거나 제거한다.최근, 과학자들은 생물학과 유전 공학을 다음 단계로 이동하는 강력한 새로운 도구를 개발하고 있다.
크리스프(CRISPR)란 획기적인 유전자 편집 기술은 연구원들이 눈 속의 세포의 유전 코드를 직접 편집하고 질병을 일으키는 변이를 수정할 수 있게 해준다.레버 선천성 흑내장 10형으로 고통받는 어린이는 1세부터 점점 시력을 상실한다.
이런 특정한 형태의 레버 선천성 흑내장은 완전한 단백질을 만드는 유전자인 CEP290의 능력에 영향을 미치는 DNA의 변화에 의해 발생한다.CEP290 단백질의 상실은 광수용체란 광감지 세포의 생존과 기능에 영향을 미친다.
한 가지 치료 전략은 전달 수단으로 바이러스를 사용하는 CEP290 유전자의 전체 형태를 전달하는 방법이다.하지만 CEP290 유전자는 바이러스를 운반하기에는 너무 크다.
다른 전략은 크리스프를 사용해 변이를 고치는 것이었다.에디타스 메디신(Editas Medicine)은 환자 피부 생검과 비인간 영장류 동물에서 추출한 세포에서 크리스프 전략의 개념에 대한 안전성과 증거를 처음으로 보여 주었다.
이런 연구는 인간 크리스프 유전자 치료 임상시험에서 처음이다.1상과 2상 임상은 18명 레버 선천성 흑내장 10형 환자에 대해 크리스프 치료의 안전성과 효능을 평가할 예정이다.
크리스프가 관련된 유전자 치료는 영구 교정과 의미있는 회복 기간을 줄여준다.크리스프 접근의 단점은 암 등 원치 않는 부작용의 원인이 될 수 있는 세포 DNA의 다른 영역을 편집하여 암과 같은 바람직하지 않은 부작용을 일으킬 수 있는 오프-타깃 효과의 가능성이다.
새롭고 개선된 전략은 그러한 가능성을 매우 낮게 만들었다.최근 Science 저널에 게재된 연구에서, 독일과 스위스 연구팀은 쥐와 인간 망막이 적외선을 감지할 수 있는 혁신적인 기술을 개발했다.
연구팀은 쥐와 사후 인간 망막이 열에 반응하여 활동적으로 되는 단백질을 부여함으로써 뱀과 박쥐가 열을 보는 능력에 영감을 받아 이 접근법을 증명했다.이런 접근은 여전히 동물과 실험실에서 망막 조직에 테스트되고 있다.
적외선은 가시 스펙트럼을 벗어난 따뜻한 물체에 의해 방출되는 빛이다.앞으로 적외선에 민감한 단백질의 능력을 나머지 시력을 향상시킬 수 있는 다른 파장의 빛으로 조정하기 위한 더 많은 연구가 필요하다.