시지바이오는 자체 개발한 기질혈관분획 자동추출기기 `셀유닛`을 통해 상처 및 흉터 재생, 노화 회복 등의 적응증에서 지방 유래 기질혈관분획의 효과를 입증하기 위한 다수의 임상을 진행 중이라고 최근 밝혔다.
우리 몸의 지방조직에는 지방세포 외에도 미세혈관 내피세포, 간엽줄기세포 등을 포함하는 기질혈관분획(Stromal vascular fraction; SVF)이 존재한다. 기질혈관분획에 포함된 지방줄기세포의 경우, 다른 조직 유래의 줄기세포와 비교해 전 연령층에서 줄기세포의 특성이나 분화능에서는 큰 차이가 없는 반면 많은 양을 손쉽게 얻을 수 있다는 장점을 가진다.
최근 기질혈관분획을 적용해 뼈와 연골, 근육, 지방 등을 재생할 수 있다는 연구 결과들이 발표되면서 줄기세포 재생의료에 있어 새롭게 주목을 받고 있다. 기질혈관분획은 줄기세포 치료제에 비해 암 발생 등의 위험이 적은 것으로 알려져 있다. 또한 조직 재생에서 혈관생성이 중요한 과정인 만큼, 줄기세포만을 적용한 것보다 혈관내피세포를 포함하고 있는 기질혈관분획을 적용하는 것이 더 강력한 조직재생을 유도할 것이라는 예측도 존재한다.
셀유닛(Cellunit)은 의료진이 대상자로부터 추출한 지방조직에서 지방줄기세포 및 기질혈관분획을 원심분리기법을 이용해 분리, 정제하는 의료기기로, 기존에 의료진이 직접 수행하던 분리정제 과정을 전자동화된 형태로 수행한다. 숙련자가 아니어도 버튼 하나만으로 모든 과정을 수행할 수 있어 수행자의 능숙도나 환경 등의 변수에 따라 변동폭이 크던 정제율을 일정 수준으로 유지할 수 있으며 소요시간은 45분에 불과하다.
특히 셀유닛은 국내 최초로 분리과정에서 GMP급 콜라겐 분해효소(collagenase)를 사용해 품질과 안전성을 높였다. 시지바이오는 "최적의 배합비율로 이뤄진 분해효소를 사용함으로써 세포외 기질 분해 활성과 효율을 증진시켰다"고 설명했다.
또한 역상 콘형태의 지방조직 원심분리용기(bowl)와 일체화된 밀폐형 튜빙카트리지를 개발, 적용해 경쟁 제품 대비 편리성과 세포 분리 정제 효율을 획기적으로 개선했다. 이와 관련해 시지바이오는 아주대 의료진과 공동으로 연구를 진행하고 그 결과를 국제학술지에 게재한 바 있다.
해당 논문에 따르면 `셀유닛`을 적용해 분리한 기질혈관분획의 수율은 지방 1cc 당 18.0x105 cells로 기존 형태의 2.3x105 cells와 비교해 약 7.8배 높은 것으로 나타났다. 이렇게 분리된 세포의 생존능은 80.6%로 기존(84.1%) 대비 유의미한 차이가 없었다. 이는 셀유닛 고유의 지방조직 원심분리용기가 더 많은 수의 건강한 세포를 효율적으로 분리해낸다는 것을 의미한다.
반면에 분리과정에서 사용된 콜라겐 분해효소 잔여량과 활성도는 기존 형태 대비 유의미하게 낮은 수치로 관찰됐다. 콜라겐 분해효소 잔여량이 높은 경우 인체 적용시 안전성 문제가 발생할 수 있으므로 셀유닛은 보다 안전하게 기질혈관분획을 사용할 수 있게 한다는 것을 증명한 것이다. 연구진은 "셀유닛의 원심분리용기 형태가 지방조직 유래 기질혈관분획 분리에 있어서 수율과 안전성을 향상시키는데 중요한 핵심요소"라고 설명했다.
회사 측은 "기질혈관분획을 고수율로 추출할 수 있다는 것은 그만큼 환자에게서 채취해야 하는 지방의 양이 적어 환자의 부담을 줄여준다는 것"이라고 말했다. 지방 채취량에 따라 환자에게 적용되는 마취의 종류도 국소, 수면, 전신 등으로 구별 적용되며 시술 부작용 위험도 줄어들게 된다.
시지바이오는 이러한 기술력을 바탕으로 생착율이 높은 자가지방이식 등 재생의료영역 진출을 위해 의료진과 적극적으로 협업해 임상적 근거 마련에 나섰다. 현재 기질혈관분획은 연골재생, 요실금 등의 적응증에서 임상적 효능을 인정받았다.
회사 측은 "조직공여부 흉터 재생, 유방절제 후 통증 증후군, 하안검 피부 노화, 당뇨병성 족부궤양 등의 적응증을 타깃으로 하는 임상시험을 계획, 진행 중"이라고 말했다.
타깃하는 적응증 중 특히 당뇨병성 족부궤양은 고려대 구로병원에서 진행한 파일럿 임상을 통해 기질세포분획의 재생 효과에 대한 임상적 근거 기반을 마련한 것으로 알려졌다.
고대 구로병원 연구진은 허혈성 당뇨발(ischemic diabetic feet)을 가진 환자 10명에게 자가지방조직 유래 기질혈관분획을 상처주변에 피하주사로 적용하고, 12주 뒤 경피산소분압(Transcutaneous partial oxygen pressure; TcO2)와 미세혈관 혈류량(microvascular blood flow) 등을 통해 미세혈관 향상을 평가하는 연구를 진행했다. 경피산소분압은 혈액순환이 좋으면 수치가 높지만, 당뇨 등의 요인으로 인해 혈액순환이 저하된 경우, 혈액 속 산소의 조직 내 확산이 저하돼 낮은 수치로 관측된다.
그 결과 시술 전 31.3±7.4 mmHg였던 산소분압농도는 12주 뒤 46.4±8.2 mmHg로 1.5배 증가한 것으로 관찰됐다(p=0.012). 표피의 혈류량은 시술 전 34.0±21.1 PU에서 76.1±32.5 PU로 2.2배 증가한 것으로 나타났다(p=0.004). 시술과 관련된 부작용은 발생하지 않았다.
해당 연구 내용은 허혈성 당뇨발에서 기질혈관분획의 미세혈관형성 촉진에 대한 첫번째 임상결과로 치료가 어려운 당뇨환자의 만성적 혈액순환장애 등의 열악한 조건에서도 혈관을 재생시켰다는 점에서 더욱 의의가 있다. 연구 결과는 지난해 초 재생분야의 국제학술지 `International Journal of Stem Cell`에 게재됐다.
시지바이오는 "셀유닛의 기질혈관분획이 가진 임상적 효능과 안전성을 계속적으로 밝혀 SVF 적용 치료영역을 확대해 나갈 것"이라고 말했다. 또한 "이를 위해 오픈 콜라보레이션을 적극적으로 진행할 계획"이라며 연구진들의 많은 관심을 당부했다.
