배경

환자의 피부세포를 배아줄기세포(ESC)와 유사한 상태로 돌리는 유도만능줄기세포(iPSC) 기술이 개발 20주년을 맞이했다. 2006년 일본 교토대학교의 야마나카 신야 교수팀이 성체 생쥐 세포에 4가지 전사인자를 도입해 역분화에 성공하며 의학계의 판도를 바꾼다. 기존 연구가 배아 파괴를 수반하는 ESC에 의존해 윤리적 장벽에 부딪혔던 것과 대조적이다. 환자 본인의 세포를 재프로그래밍하는 방식은 윤리적 우려를 해결하는 대안으로 자리 잡았다. 지난 20년간 과학계는 세포 분화의 일방향성이라는 학설을 극복하며 임상 적용을 위한 기틀을 마련하는 데 분투하는 중이다.

초기 iPSC 연구는 기초 과학 연구 수준에 머물렀으나 인간 세포 복제에 성공하며 질병 치료의 길을 연다. 환자 유래 세포로 질병 모델을 구축해 신약 후보 물질을 스크리닝하는 기법이 보편화된 상태다. 이에 더해 오가노이드를 제작해 장기 기능을 모사하거나, 근위축성 측삭경화증(ALS) 치료제 발굴에 활용하는 성과로 이어진다.

핵심 발견

iPSC 기술은 실험실 연구 단계를 지나 환자 치료를 목표로 하는 실제 임상 영역으로 나아가는 추세다. 2026년 일본 당국은 iPSC 유래 세포로 개발한 파킨슨병(PD) 및 심부전 치료제 두 건에 조건부 승인을 부여했다. 안전성이 검증된 초기 데이터를 규제 당국이 받아들인 결과물로 해석할 수 있다. 현재 황반변성과 당뇨병 치료제 임상시험이 활발히 진행 중이며, 5년 내에 핵심 결과가 대거 발표될 예정이다.

초기 역분화 과정은 효율성이 1% 수준에 머물러 치료물질 확보의 걸림돌로 작용해 왔다. 미국 글래드스톤 연구소의 디팩 스리바스타바 박사 연구팀은 오랜 개발 노력으로 심장 세포 전환 효율을 90% 이상으로 끌어올린다. 배양액 속 심장 세포들이 동시에 박동하는 성과가 뒤를 이었다. 아울러 미분화 세포가 환자의 몸속에서 종양을 형성할 우려를 차단하는 제어 기술이 도입되는 추세다.

의미와 전망

현재 iPSC 연구는 상용화 여부를 결정지을 분수령에 섰다. 임상시험 중 단 한 건의 심각한 안전성 사고만 발생해도 생태계 전체가 얼어붙을 위험이 크다. 서둘러 치료제를 출시하기보다 철저한 검증으로 안전을 확보하는 책임감 있는 태도가 최우선이다. 과거 유전자 치료 분야의 실패 사례를 되풀이하지 않으려는 신중함이 업계 전반에 요구된다.

높은 제조 비용을 줄여 많은 환자에게 치료 기회를 제공하는 일 역시 시급하다. 맞춤형 치료제는 높은 생산 비용과 긴 제조 기간 탓에 대중화의 걸림돌로 지목받아 왔다. 이에 따라 연구진은 건강한 기증자의 세포로 치료제를 대량 생산하는 동종 유래 방식 연구에 속도를 내는 모양새다. 야마나카 교수는 번역 의학 연구가 단거리가 아닌 마라톤임을 강조하며, 환자 혜택을 나침반 삼아 나아가야 한다고 조언했다.