바이오테크
노화는 삶의 일부 – 그렇다고 우리가 싸움을 포기할 수는 없다
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암 치료에서 장수까지
노화와 장수는 노화(노화) 세포의 축적과 연결된 명확히 정의된 생물학적 과정입니다. 그리고 수정된 암 치료가 이 과정을 되돌리는 데 도움이 될 수 있습니다.
Corina Amor Vegas, 조교수 at the Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), has managed to 면역 백혈구(림프구 T)를 수정하여 노화 세포를 공격하도록 만들었습니다. This achievement got her a spot in the 2022 Forbes 30 Under 30 Europe 리스트.
이를 위해 그들은 CAR-T(키메라 항원 수용체 T 세포)라는 기술을 재활용했습니다. CAR-T는 일반적으로 암 치료에 사용되어 수정된 T 세포가 암 세포를 공격하도록 합니다. 신체 내 고유한 세포 프로파일을 특정하게 표적화하는 이 능력은 이번 경우에 암 세포 대신 노화 세포를 목표로 재활용될 수 있습니다.
이러한 노화 세포는 포유류에서 노화의 주요 원인으로 간주되며 시간이 지남에 따라 축적되면서 전신 염증을 일으킵니다.
마우스에서 CAR-T 세포를 항노화 치료로 전환한 결과:
- 체중 감소
- 대사 및 포도당 내성 개선
- 신체 활동 증가
CAR-T를 사용하는 또 다른 인상적인 측면은 평생 치료가 될 수 있다는 점입니다. 노화 표적은 새로운 개념이 아니지만, 이전 접근법은 주로 약물에 초점을 맞추었으며, 이는 정기적으로 알약이나 주사를 복용해야 합니다. 이는 비용이 많이 들고, 불편하며, 부작용 위험을 증가시킬 수 있습니다.
반대로, T 세포는 긴 기억을 가지고 서로 “학습”할 수 있습니다. 따라서 CAR-T 치료는 수년간 지속되는 효과를 가질 수 있습니다. 이는 노화를 점점 만성 질환으로 보는 현재 상황에 완벽히 맞는 치료법이며, 치명적인 질환이 아닙니다.
장수에 이르는 다양한 경로
Vegas 교수의 CAR-T 연구가 유망하지만, 이것이 인간의 장수를 향상시키기 위해 연구자들이 탐구하는 유일한 경로는 아닙니다. 다른 접근법은 노화 세포를 표적화하는 대신 재생하는 데 초점을 맞추고 있습니다.
우리는 확실히 “노화된” 세포가 대사 및 유전적 관점에서 다시 젊어질 수 있다는 사실을 알고 있습니다. 이는 실제로 매 세대마다 일어나며, 새로운 배아의 첫 번째 세포가 노화에 관해 “리셋”됩니다.
노화는 단순히 누적된 손상의 부산물일 뿐만 아니라 진화된 현상이라는 주장이 있습니다(진화 가능성 이론, 노화 진화에 관한 다른 이론과 대조적으로).
그 맥락에서 노화는 진화에 의해 선택된 메커니즘으로 간주됩니다. 만약 그렇다면, 이는 끌 수 있는 메커니즘이며, 지난 10년 동안 주목받아 온 아이디어입니다.
출처: Nature.com
후생유전학적 재생
한동안 연구자들은 성인 세포를 미성숙한 배아와 같은 세포로 전환하는 방법을 찾아냈으며, 이를 유도다중능줄기세포(iPS) 기술이라고 합니다. 이는 일부 조직 치료와 손상된 장기 복구에 도움이 될 수 있지만, 이러한 미분화 세포는 이상적이지 않으며 암을 유발할 수도 있습니다.
노화 치료를 위해서는 세포를 보다 젊은 상태로 재부팅하되, 분화된 상태를 유지하는 것이 더 나은 옵션입니다.
이것이 바로 후생유전학적 재생 과정입니다. 이는 유전자를 변화시켜 노화를 일으키는 (후생유전학적) 변형을 “젊은 상태”로 되돌립니다. 나이와 함께 발생하는 유전체 변형에는 DNA 메틸화, 히스톤 변형, 크로마틴 재구성, RNA 변형 등이 있습니다.
출처: Nature.com
후생유전학적 재생을 수행하는 한 방법은 활성 소분자를 이용하는 것입니다. 이러한 소분자는 장기 또는 조직 특이적인 경우가 많아, 전신 재생은 여러 소분자의 혼합물이 될 수 있습니다.
출처: Nature.com
또 다른 옵션은 유도다중능줄기세포(iPS) 생성에 사용되는 일반적인 방법을 활용하는 것입니다. 그러나 장기 재프로그래밍(관련 암 위험) 대신, 종종 mRNA 기반 방법을 통해 일시적인 재프로그래밍을 목표로 하는 것은 mRNA 백신과 크게 다르지 않습니다. 다만 바이러스 항원이 아니라, mRNA가 짧은 기간 동안 재생/재프로그래밍 인자를 생산하도록 사용됩니다.
텔로미어 재설정
텔로미어는 각 염색체 말단에 있는 특정 유전 서열입니다. 텔로미어가 노화와 함께 점점 짧아진다는 것은 오래전부터 알려져 있으며, 특히 손상되거나 노화된 세포에서 더욱 그렇습니다. 따라서 텔로미어를 다시 늘려 노화와 싸우는 아이디어가 제시됩니다.
출처: Wikipedia
이 아이디어는 2015년에 인간 세포에서 텔로미어 연장이 그들을 훨씬 젊은 세포처럼 “행동”하게 만든다는 것이 발견되면서 강화되었습니다. 이것도 변형된 mRNA를 사용해 달성되었습니다. 2020년에는 소분자 역시 이 결과를 얻을 수 있음이 밝혀졌습니다.
불행히도, 환자 체내에서 텔로미어를 수정하는 것은 세포 배양보다 더 어려운 것으로 드러났습니다. 텔로미어 재생이 일시적이어야 한다는 필요성(암 위험 회피)과 결합되어, 텔로미어 재설정은 후생유전학적 재생에 비해 다소 뒤처져 있습니다.
생활 방식 및 대사 변화
물론, 건강한 생활 방식이 더 오래 살게 도와준다는 것은 알려져 있습니다. 그러나 이 아이디어는 더 나아갈 수 있습니다.
예를 들어, 열량 제한(에너지 섭취 감소)이 실험용 마우스의 수명을 크게 연장한다는 것이 입증되었습니다. 더 흥미롭게도, 우리와 진화적으로 가까운 영장류인 원숭이에게도 열량 제한(칼로리 40% 감소)이 혈액 메틸화 프로파일을 훨씬 젊게 만드는 것으로 나타났습니다.
방해받지 않은 일주기 리듬(수면 및 휴식)과 규칙적인 운동도 DNA 메틸화와 같은 후생유전학적 변화를 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.
따라서 유전자를 최적화하고 기존 조직의 연령을 재설정하는 것이 진정한 수명 연장의 길일 가능성이 높지만, 장수에 대해 논의할 때 생활 방식과 식단도 중요한 고려 사항이어야 합니다.
자연을 역공학하기
노화는 동물 종에서 매우 흔한 현상이지만, 모든 종에서 일어나는 것은 아닙니다. 예를 들어, Turritopsis Dohrnii라는 해파리는 실질적으로 불멸에 가깝습니다. 물리적 손상이나 굶주림에 직면하면 폴립 단계, 즉 유생/배아 단계로 되돌아갑니다. 이는 동물이 스스로를 재생할 수 있는 이론적 한계가 없음을 보여줍니다.
물론 인간은 해파리보다 훨씬 복잡한 유기체입니다. 그러나 척추동물도 매우 오래 살 수 있습니다. 그린란드 상어는 부상 없이 충분한 먹이를 찾을 수 있다면 최소 250~500년까지 살 수 있습니다. 따라서 이 상어들 중 일부는 최초의 유럽 선원들이 아메리카 대륙을 발견했을 때부터 존재했을 가능성이 있습니다.
그린란드 상어는 흥미로운 연구 대상이며, 대부분의 장수 동물에서 흔히 보이는 특징들을 나타내지 않습니다:
- 해파리나 조개와 같은 작거나 단순한 유기체.
- 거북이와 같은 낮은 활동량.
- 코끼리와 같은 초식동물.
일반적으로 상어는 암 발생률과 신경퇴행성 질환이 매우 낮거나 거의 없다고 알려져 있습니다. 따라서 그들의 유전자를 이해하면 인간에게도 상어에서 작동하는 메커니즘을 복제할 수 있을 것입니다.
체코 연구진이 아이슬란드 해역으로 떠난 대담한 탐험은 차가운 온도, 상어, 심지어 지진과 화산까지 마주하며 유전 데이터를 수집했습니다. 그들은 그린란드 물에 독특한 p53 및 H2AX 단백질이 존재한다는 것을 발견했으며, 이 두 단백질은 이전에 수명 변화와 연관된 바 있습니다.
장기적으로는 그린란드 상어의 장수와 암 및 질병에 대한 저항성을 모방하도록 우리 몸을 영구적으로 수정하는 방법을 찾을 수 있을 것입니다. 따라서 이는 다소 먼 전망이지만, 인간을 유전적으로 변형해 수세기 수준의 수명을 달성한다는 공상과학적 아이디어가 예상보다 빨리 현실이 될 수도 있습니다.
인간 장수에 초점을 맞춘 주식
1. Longeveron
LGVN 가격 차트
Longeveron은 손상된 조직, 퇴행성 질환 및 노화 영향을 복구하기 위한 세포 치료법을 개발하고 있습니다.
주요 기술은 Lomecel-B™입니다. 이는 기증자 골수에서 수집·선별된 후 대량 생산되는 세포이며, 손상되거나 염증이 있는 조직을 복구할 수 있는 다능성 세포인 의약 신호 세포(MSCs)입니다.
출처: Longeveron
회사의 파이프라인은 Lomecel-B에 대한 3가지 다른 적용에 초점을 맞추고 있습니다:
- Hypoplastic Left Heart Syndrome (HLHS), 선천적 심장 결함.
- Alzheimer’s Disease.
- Aging Frailty, 정상적인 노화 효과와 별개의 저수준 만성 염증 상태.
초기 임상 시험 결과는 HLHS의 생존율 증가, 용량 의존적인 노화 취약성 개선, 그리고 알츠하이머 환자의 인지 기능 및 삶의 질 향상을 시사하는 것으로 보입니다.
Lomecel은 노화를 역전하거나 손상된 조직을 재생하려는 줄기세포 기반 방법입니다. 이 접근법은 성공적인 것으로 보이며, 손상된 세포를 “신선한” 줄기세포로 교체함으로써 노화를 최소한 부분적으로 교정할 수 있음을 보여줍니다.
2. Lineage Cell Therapeutics
LCTX 가격 차트
Lineage는 다능성 세포에서 시작해 독자적인 유도 분화 방법을 사용하여 이식용으로 200가지 이상의 인간 세포 유형을 생산하고 있습니다.
Lineage는 임상 2상에서 상당히 진전된 잠재 제품 2개와 초기 단계에 있는 3개를 보유하고 있습니다.
출처: Lineage
주력 제품은 Genentech와 협력한 OpRegen으로, 연령 관련 황반변성(AMD)을 포함한 안구 문제를 치료합니다. Lineage는 Genentech로부터 선불 5천만 달러를 받았으며, 6억 2천만 달러의 마일스톤 지급 및 두 자릿수 로열티를 받을 자격이 있습니다. 초기 시험에서는 12명 중 5명에게 전례 없는 망막 재생을 달성했습니다.
두 번째로 더 진전된 프로그램은 척수 손상을 위한 OPC1(희소돌기세포 이식)입니다. 이 치료는 척수를 보호하고 개선이 없는 환자 수를 크게 줄일 수 있습니다. 초기 결과는 고무적이며, 많은 환자들이 치료 없이는 회복하기 어려웠을 감각을 되찾았습니다.
출처: Lineage
“마시지도 못하고, 스스로 먹지도 못하고, 문자도 거의 할 수 없었으며, 기본적으로 존재만 했습니다. 제 삶을 살아가고 있지 않았고, 그냥 존재하고 있었습니다.” – Kris Boesen, OPC1 환자
장기적으로는 VAC 플랫폼도 매우 유망할 수 있습니다. 이는 암과 싸우는 데 도움이 될 뿐만 아니라 전염병에 대한 면역을 형성하는 데도 활용될 수 있습니다.
3. MeiraGTx Holdings
MGTX 가격 차트
MeiraGTx는 노화에 초점을 맞추고 아데노관련 바이러스(AAV)를 유전자 전달 매개체로 사용하는 유전자 치료 회사입니다. AAV에 집중함으로써 회사는 다양한 병리와 세포 유형에 맞춤형 치료법을 개발할 수 있습니다.
“캡시드 단백질의 약간의 차이가 서로 다른 캡시드가 유전자를 서로 다른 세포에 전달하는 효율을 조절할 수 있으며, 따라서 특정 세포 유형을 가장 효과적으로 표적화하도록 다양한 AAV 캡시드를 선택할 수 있게 합니다.”
이 기술은 또한 온/오프 “리보스위치”를 제공하여 환자 몸에 추가된 유전자를 필요에 따라 활성화시킴으로써 유전자 치료에 대한 매우 높은 수준의 제어를 가능하게 합니다.
회사는 눈, 신경퇴행성(파킨슨병 포함), 그리고 침샘 질환 등 3가지 치료 분야에서 활동하고 있습니다.
2023년 12월, MeiraGTx는 X-연관 색소성 망막염(XLRP) 치료제를 위해 Janssen과 4억 1천5백만 달러 규모의 자산 구매 계약을 체결했습니다. 또한 회사는 Janssen과 협력하여 진행 중인 눈 관련 임상 시험 2개를 보유하고 있습니다.
출처: MeiraGTX
MeiraGTx (MGTX ) 기술의 유전자 치료 활성화에 대한 극한 수준의 제어는 미래 장수 치료에 매우 중요할 수 있습니다. 우리는 CAR-T 또는 후생유전학적 재생 효과가 이와 같이 조절되어, 종종 항노화 치료의 전망을 방해하는 원치 않는 부작용 위험을 감소시킬 수 있다고 상상할 수 있습니다.
이는 명백히 회사의 목표 중 하나이며, 이미 리보스위치 기술로 필요에 따라 면역 세포를 용량 의존적으로 활성화하는 리보-CAR 시스템을 개발 중이며, 이는 암 치료에서 CAR-T 치료에도 적용될 수 있습니다.
