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국내 연구진이 차세대 유전자 편집 기술을 활용해 희귀 유전질환인 크라베병(Krabbe disease) 치료 가능성을 확인했다.

세브란스병원 재활의학과 조성래 교수, 서울대 의과대학 배상수 교수, 남배근 박사, 연세대 융합보건의료대학원 서정화 교수 연구팀은 아데닌 염기교정기(Adenine Base Editor, ABE)를 이용해 크라베병 발병 기전을 제어할 수 있음을 입증했다고 18일 밝혔다. 이번 성과는 국제학술지 게놈 메디슨(Genome Medicine, IF 11.2)에 게재됐다.

크라베병은 뇌와 신경을 보호하는 수초가 손상되는 희귀 유전질환으로, GALC 유전자 변이로 인해 지방 성분을 분해하지 못해 신경독성 물질인 사이코신(psychosine)이 축적된다. 이로 인해 뇌 신호 전달이 제대로 이뤄지지 않아 뇌백질 장애를 유발하지만, 현재까지 근본적 치료법은 없는 상태다.

연구팀은 크라베병을 유발한 마우스 뇌실에 아데닌 염기교정기를 주사해 아데닌을 구아닌으로 교체하는 치료를 시도했다. 교정기는 두 조각으로 나눠 바이러스 운반체에 실린 뒤 세포 내에서 접착 단백질에 의해 다시 결합됐다. 이후 가이드 RNA의 안내를 받아 변이 유전자를 정밀하게 교정했다.

치료 5주 후, 갈락토실세라마이드 분해 효소 활성이 회복되고 사이코신 축적이 감소했으며, 조직염색·MRI·전자현미경 검사에서 뇌 수초가 회복된 것이 확인됐다. 마우스의 체중과 뇌 무게가 정상 수준에 가까워졌고, 수명도 연장됐다. 특히 운동 기능은 2배 이상 향상돼 정상의 약 65% 수준까지 회복됐다.

조성래 교수는 “아데닌 염기교정을 통한 유전자 편집 기술이 크라베병 치료법으로 적용될 수 있음을 보여준 연구”라며 “향후 다양한 희귀난치성 유전질환 치료제 개발과 임상 적용에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.
 

배상수 교수는 “아데닌 염기교정은 DNA를 자르지 않고 아데닌을 구아닌으로 정밀하게 교체하는 기술로 기존 편집술보다 안전하고 정밀하다”며 “글로벌 유전변이 데이터베이스(ClinVar) 분석 결과, 전체 크라베병 환자 중 약 30%가 아데닌 염기교정 적용 가능 변이를 가진 것으로 나타났다”고 설명했다.