유전자가위로 혈우병을 치료하다!

 

 

“유전자도 가위로 자를 수 있다고?”

유전자가위(CRISPR-Cas9)는 우리가 질병의 원인을 해결하는 방법을 완전히 바꿔놓은 놀라운 기술입니다. 마치 유전자 속 오류를 정확히 찾아내어 잘라내고 수정할 수 있는 과학의 도구처럼 작동합니다.

이 유전자가위를 이용해 혈우병을 치료하려는 연구를 소개합니다.

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혈우병이란 무엇일까?

혈우병은 혈액 응고 인자라는 단백질이 부족해 작은 상처도 쉽게 멈추지 않는 병입니다.
혈우병에는 두 가지 주요 유형이 있습니다:

• 혈우병 A: F8 유전자가 문제를 일으켜 Factor VIII(8번 응고 인자)가 부족합니다.
• 혈우병 B: F9 유전자가 고장 나서 Factor IX(9번 응고 인자)를 제대로 만들지 못합니다.

이 병은 유전적으로 전해지기 때문에 한 번 생기면 평생 치료를 받으며 살아야 했습니다. 하지만 이제 유전자가위가 이 문제를 해결할 수 있는 열쇠가 될 가능성이 큽니다.

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유전자가위는 어떻게 혈우병을 치료할까?

CRISPR-Cas9은 유전자를 편집할 수 있는 강력한 도구입니다. 문제를 일으키는 돌연변이를 찾아내고, 이를 수정하거나 정상 유전자를 삽입해주는 방식으로 혈우병 치료를 시도하고 있습니다.

 

방법 1: 돌연변이 교정하기

• 유전자가위로 F8 또는 F9 유전자 속 고장 난 부분을 찾아서 정상 유전자로 교체합니다.
• 정확한 서열 복구를 위해 세포에 주형(template)을 제공하는 기술도 함께 사용합니다.

방법 2: 새로운 유전자 삽입하기

• 기존의 손상된 유전자를 제거하고, 완전히 새로운 F8 또는 F9 유전자를 간세포에 삽입합니다.
• 이렇게 하면 정상적인 응고 인자를 만들어낼 수 있습니다.

방법 3: 간세포를 타겟팅

• 혈액 응고 인자는 주로 간에서 만들어지기 때문에, CRISPR를 담은 특별한 '운송 수단'인 바이러스를 이용해 간세포에 유전자가위를 전달합니다.

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연구 사례: 성공 가능성을 보여주다!

동물 실험에서는 혈우병 유전자를 교정한 후, 정상적인 혈액 응고가 가능해진 사례가 보고되었습니다. 사람을 대상으로 한 임상시험도 진행 중이며, 성공한다면 환자들이 매일 약을 맞거나 치료를 받을 필요가 없어질 것으로 기대됩니다.

 

1. 혈우병 A(F8 유전자 결함) 동물 모델 연구

• 연구 대상: 혈우병 A를 유발하도록 유전자 조작된 생쥐.
• 실험 방법:
  • CRISPR-Cas9 시스템을 통해 생쥐의 간세포에서 F8 유전자 돌연변이를 교정.
  • HDR(Homology-Directed Repair) 방식으로 정상적인 F8 유전자를 복구.
  • 치료 유전자를 전달하기 위해 아데노연관바이러스(AAV) 벡터를 사용.
• 결과:
  • 교정된 생쥐는 정상적인 Factor VIII 단백질을 생산하기 시작.
  • 혈액 응고 기능이 회복되었으며, 생쥐가 정상적인 출혈 시간을 유지.
  • 부작용이나 면역 반응은 관찰되지 않음.

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2. 혈우병 B(F9 유전자 결함) 대형 동물 모델 연구

• 연구 대상: 혈우병 B를 가진 개.
• 실험 방법:
  • 개의 간세포에서 F9 유전자의 돌연변이를 교정하기 위해 CRISPR-Cas9 기술 적용.
  • 정상적인 F9 유전자를 삽입하는 방식으로 간세포를 재프로그래밍.
  • 치료 유전자를 전달하기 위해 AAV 벡터 사용.
• 결과:
  • 개의 혈액에서 Factor IX 단백질의 농도가 치료 이전보다 30~60%까지 증가.
  • 출혈 빈도와 심각도가 크게 감소.
  • 장기간(6개월 이상) 지속적인 효과 관찰.

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3. 대형 동물에서의 효율성 평가

• 연구 대상: 유전자 조작으로 혈우병 B를 유도한 돼지.
• 실험 방법:
  • 돼지의 간세포를 타겟팅하여 CRISPR-Cas9 기반 F9 유전자 복구.
  • 벡터를 통해 유전자 편집 시스템 전달.
• 결과:
  • Factor IX 단백질 생성이 정상 수치의 50% 이상으로 회복.
  • 돼지의 혈액 응고 시간이 정상에 가까워짐.

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유전자 치료의 장점과 과제

장점

• 한 번 치료로 평생 효과! 기존의 주사 치료는 응고 인자를 반복적으로 공급해야 했지만, CRISPR는 문제의 근원을 해결해줍니다.
• 정확한 치료! 고장 난 유전자만 타겟팅하므로 부작용이 줄어들 가능성이 높습니다.

과제

• 안전성: 유전자가위가 실수로 잘못된 유전자를 건드리면 어떻게 될까요? 이를 해결하기 위한 기술이 발전 중입니다.
• 면역 반응: CRISPR를 세포에 전달하는 과정에서 우리 몸의 면역체계가 이를 적으로 간주할 가능성이 있습니다.

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CRISPR 기술은 혈우병뿐 아니라 암, 알츠하이머, 심지어 유전병까지도 치료할 수 있는 무궁무진한 가능성을 가지고 있습니다. 연구가 조금 더 진전된다면, "치료할 수 없는 병"이란 말이 사라질 날도 머지않았습니다.