특·별·기·획(Ⅱ)
136…NICE, 제26권 제2호, 2008
- Holoderm Kaloderm -
전 세 화
테고사이언스㈜ 대표이사, [email protected]
테고사이언스의 세포배양기술
피부는 인체에서 가장 큰 장기라고 할 수 있으며 외 부로부터의 자극이나 미생물 감염으로부터 인체를 보 호하고 수분을 유지하는 장벽역할을 한다. 피부가 손 상되면 이러한 역할을 수행할 수 없게 되고 인체의 항 상성(homeostasis)이 파괴되어 생명에 지장을 초래하 게 된다. 이와 같은 피부의 손상을 복구하기 위하여 지난 30여년간 배양피부의 개발이 진행되어 왔다.
1975년 피부각질세포를 실험실에서 배양하는 기술이 개발되었고 1979년 배양한 세포층을 배양용기로부터 떼어내는 기술이 개발되어 배양피부의 임상적용을 가 능케 하였다.
Green & Rheinwald 방법(Green 배양법)이라 불 리는 이 기술은 섬유아세포를 보조세포(feeder)로 사 용하여 피부각질세포를 단층(monolayer)으로 배양하 는 방법이다. 피부각질세포는 상호간에 단단한 결합 을 하면서 피부각질세포만으로 구성된 시트를 이루고, 이를 용기에서 분리하여 배양피부를 제조한다. 배양 피부는 피부줄기세포를 함유한 기저층(basal layer) 과 유극층(spinous layer) 등 여러층을 형성하며 인체 의 표피와 유사한 형태를 갖는다. 이 기술을 사용하여 1cm
2의 조직으로부터 성인 몸 전체를 덮을 수 있을 정도의 배양피부를 만들 수 있다. 서구에서 진행된 임 상결과로부터 배양피부 유래 피부줄기세포가 이식되 어 수십년 간 안정적으로 피부의 일부가 됨을 알 수 있었다. 현재, Green 배양법과 다른 방법(섬유아세포 를 사용하지 않는 방법)으로 피부각질세포를 배양하 여 만들어지는 배양피부도 존재하나, 이로부터 유래 한 줄기세포가 인체에서 안정적으로 유지되는지 입증
된 바 없다. 즉, Green 배양법은 피부줄기세포를 인체 에 이식할 수 있는 유일한 피부세포 배양법이라 할 수 있다.
테고사이언스㈜는 이러한 세계적 수준의 세포배양 기술을 기반으로 피부 및 각막 세포치료제를 연구개 발하고 있다. 대표이사인 전세화 박사는 미국 하바드 대학의 Howard Green 박사 실험실에서 1995년부터 6년간 피부세포생물학을 연구를 하며 Green 배양기 술을 발전시키고 요소기술을 개발하였고 2001년 3월 에 귀국하여 테고사이언스㈜를 설립하였다. 테고사이 언스㈜는 Green 박사가 주축인 국제적 기술 네트워크 의 일원으로서 세계최고 수준의 표피세포생물학적 지 식과 배양 노-하우를 기반으로 피부세포치료제와 인 공피부모델의 상품화에 성공하였고, 피부 및 모낭줄 기세포 연구와 차세대 세포치료제를 개발하고 있다.
제품 소개
테고사이언스㈜는 피부세포치료제인 홀로덤
(Holoderm)과 칼로덤(Kaloderm), 실험실용 피부모
델인 네오덤(Neoderm)을 개발하여 상품화에 성공하
였다. 현재까지 식품의약품안전청은 10개 회사의 11
개 세포치료제를 허가하였는데 2개의 세포치료제를
상품화한 기업은 테고사이언스㈜가 유일하다. 테고사
이언스㈜는 이러한 세포치료제 외에도 의약품과 화장
품의 독성과 효능을 테스트할 수 있는 인공피부모델
인 네오덤(Neoderm)을 개발하여 2004년 일본시장
진출을 시작으로 국내, 외에서 판매하고 있다.
특·별·기·획(Ⅱ)
NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 26, No. 2, 2008…137
국내 유일의 임상시험을 완료한 자기유래 세포치료제
–홀로덤 (Holoderm )
세계에서 두 번째로 상품화에 성공한 ‘홀로덤 (Holoderm)’은 환자의 피부조직을 소량 채취, 세포를 분리 배양하여 환부에 이식하는 세포치료제이다.
2~3주 내에 1cm
2의 피부조직으로부터 10,000cm
2이 상의 피부를 배양할 수 있는 테고사이언스㈜의 기술 로 개발된 제품이다[그림 1].
환자가 필요로 하는 크기만큼 배양시켜 바로 환자 의 환부에 이식할 수 있도록 맞춤 제공되는 주문생산 의약품으로 인체에 이식이 되면 홀로덤으로부터 공급 되는 환자 자신의 피부줄기세포가 생착되어 평생토록 환자의 피부가 된다. 또한 환자 본인의 피부 세포를 배양시켜 만드는 자기유래 배양피부이므로 이식 시 거부반응이 전혀 없고 생착력과 피부조직 복원력이 매우 뛰어나다. 주로 심한 2도 화상 및 3도 화상 환자 에게 사용되며, 화상부위가 전체 체표면적의 50% 이 상으로 자기피부이식이 불가능한 환자에게는 유일한 구명수단이 되고 있다.
홀로덤은 허가 후 임상을 조건으로 2002년 12월 식 품의약품안전청으로부터 제조품목허가를 획득하였다.
국내 최고의 화상전문 병원인 한강성심병원에서 2006 년 12월 임상시험을 완료하였고 2007년 11월 식약청 으로부터 임상시험완료를 인정받았다. 이로써, 홀로덤 은 공식적으로 효능이 입증된 국내 유일의 자기유래 세포치료제의 위치를 차지하게 되었다.
홀로덤은 2002년 허가 후 현재까지 300명 이상의 화상환자들에게 시술되어 생명 구명에도 크게 기여하
고 있다. 홀로덤은 화상 외에도 피부궤양, 백반증, 선 천성반점 등의 상처 치유에도 성공적으로 사용되고 있다.
국내유일의동종유래세포치료제–칼로덤 (Kaloderm ) 칼로덤은 신생아의 피부줄기세포를 배양한 국내유 일의 동종유래 세포치료제로서 면역반응 없이 상처를 치료한다. 테고사이언스㈜는 세포의 대량생산을 위한 배양기술 및 장기 보관기술을 개발함으로써 칼로덤을 상품화할 수 있었다. 칼로덤을 구성하는 피부세포는 한 명의 신생아로부터 유래하며, 천만개의 칼로덤을 생산할 수 있는 수의 세포가 테고사이언스의 세포은 행에 보관되어 있다. 이로부터 10일간 배양하여 제조 되는 칼로덤은 저장되어 필요시 바로 사용할 수 있도 록 공급된다[그림 2].
칼로덤의 탁월한 상처치유 효과는 피부각질세포 (Keratinocyte)로부터 유래하는 성장인자(Growth Factors), 싸이토카인(Cytokines)과 세포외기질 (Extracellular Matrix)의 작용에 기인한다. 칼로덤에 함유된 피부줄기세포는 인체에서 분비되는 것과 동일 한 상처 치료 성분인 성장인자, 이외에도 아직 밝혀지 지 않은 상처치유 관련 인자를 분비한다[표 1].
싸이토카인, 세포외기질 등을 다량 분비하여 상처 주변과 피부부속기관 등으로부터 환자에게 아직 남아 있는 손상되지 않은 피부줄기세포가 자라나오는 것을 촉진한다. 또한 칼로덤으로부터 분비되는 콜라젠 분 해효소는 콜라젠 생성을 조절하여 흉터생성을 최소화 한다.
포장 외형 시트 형태의 홀로덤 홀로덤 적용 모습
그림 1. 자기유래 배양피부–홀로덤.
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2003년 식품의약품안전청 승인 공식 임상시험에서 상처치유기간의 현격한 감소 및 흉터 형성의 감소 등 칼로덤의 상처치유 효능이 입증되었다. 칼로덤은 식 약청으로부터 제조품목허가(2005년 3월)를 받은 후, 50여개 이상의 화상전문병원 및 종합병원에서 화상뿐 만 아니라 피부궤양, 찰과상 등의 피부손상 치료에 사 용하고 있다. 현재, 당뇨병성 족부궤양에 대한 적응증 확대를 위해 2007년 11월 식약청으로부터 임상시험계 획 승인을 받아 임상시험을 진행하고 있다.
동물실험 대체 인공피부모델–네오덤 (Neoderm ) 네오덤은 테고사이언스의 세포배양기술을 바탕으 로 인체피부를 실험실에서 3차원적으로 재현한 배양 피부로서 의약품과 화장품의 효능 및 독성시험용 피 부모델로 사용된다. 2009년부터 유럽에서는 동물실험 을 거친 화장품의 판매가 전면 금지되므로 네오덤과 같이 동물실험을 대체할 수 있는 피부모델의 필요성 이 부각되고 있다.
네오덤은 표피, 진피, 멜라닌형성세포 등의 다양한 조합으로 제조할 수 있고, 사람의 피부구조와 매우 흡 사한 구조를 형성하여 다양한 동물대체시험이 가능하 다[그림 3].
테고사이언스는 2003년 네오덤 개발을 완료하고 동 물실험대체법 개발에 대한 관심이 고조되기 시작한 일본시장부터 공략하였다. 2004년 일본에서 수행된
‘인공피부를 사용한 피부독성시험법을 확립하기 위한 다기관 시험’에서 네오덤이 유럽과 미국의 제품과 비 교되어 높은 평가를 받았다. 그 해 나가사끼에서 개최 된 일본동물실험대체법학회에서 국립의약품식품위생 연구소(NIHS)의 Kojima 박사가 네오덤 시험결과를
인체피부단면 네오덤 단면 네오덤
그림 3. 인공피부모델–네오덤.
포장 외형 시트형태의 칼로덤 칼로덤 적용 모습
그림 2. 동종유래 세포치료제–칼로덤.
성장인자(Growth Factors) TGF-α, PDGF, TGF-β, TNF-α, bFGF, M-CSF, VEGF 싸이토카인(Cytokines) IL-1, IL-6, IL-8, IL-10,
GM-CSF
세포외기질(ECM) Fibronectin, Laminin 콜라젠 분해효소(Collagenase) MMP1, MMP2, MMP9
※ 이외에도 아직 밝혀지지 않은 상처치유 관련 인자를 분비 합니다.
표 1. 칼로덤의 분비물질
구분 분비물질
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NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 26, No. 2, 2008…139
발표하면서 네오덤의 우수성이 소개되었고 2007년 세
계동물실험대체법학회에서 다시 한번 높은 평가를 받 았다.
현재 네오덤은 2004년 당시 일본에서 네오덤의 판 매를 담당했던 J-TEC사가 당사의 네오덤을 역개발 하여 ‘Labcyte’라는 제품을 출시하였음에도 불구하고 일본을 포함한 아시아 및 유럽에서도 호평 받고 있다.
또한, 국내외 대학 및 정부연구소뿐 아니라 다국적기 업의 연구소와 국내 유명 화장품 회사에서 독성 및 유 효성 평가 목적으로 사용되고 있으며, 앞으로도 그 수 요는 지속적으로 증가할 것으로 기대한다.
향후 전망
우리나라에서 조직공학제품이 선보이기 시작한 것 은 극히 최근의 일이나 피부세포치료의 시장의 잠재 력은 매우 크며 세계적인 성장추세와 발 맞추어 빠르 게 자라나갈 것으로 보인다. 피부세포치료제는 화상 이나 족부궤양 치료 이외에 각막재생이나 미용성형에, 나아가 유전자치료의 도구로 사용할 수 있어 그 수요 의 성장이 더욱 가속화될 것이다.
자기유래 피부세포치료제인 홀로덤은 2002년 허가 후 300명 이상의 환자에게 효과적으로 사용되었고 2007년 산재보험의 적용으로 중환자 화상환자에게 있 어서 없어서는 안될 첨단의약품으로 자리매김하고 있 다. 국내유일의 동종유래 세포치료제인 칼로덤은 새 로운 개념의 생물학적 드레싱제제로 사용이 편리하고 효과가 뛰어나 수요가 꾸준히 증가하고 있고 2007년 산재 및 건강보험의 적용으로 다수의 환자에게 혜택 이 돌아가게 되었다.
상처치료에 있어서 단순한 구명이 아닌 그와 동시 에 양질의 결과를 유도하고 상처의 조절 기능이 더해 진 제품을 요구하고 있다. 따라서 향후 상처치료에 있 어서 배양피부의 필요성은 높아질 것이며, 시장규모 또한 테고사이언스㈜의 홀로덤과 칼로덤을 선두로 급 속히 확대될 것으로 예상된다. 이러한 추세에 맞추어 효능이 입증되지 않은 외국제품이나 기술의 도입 또 는 모방도 국내에서 이루어지고 있는 것이 현실이나, 제품의 효능에 대한 평가는 시장에서 이루어지리라 사료된다.
Bioscreening
손영숙·김윤영*·이수현*·전 욱**
경희대학교 생명과학대학 유전공학 교수, *㈜엠씨티티 연구원, **한림대학교 한강성심병원 화상외과 교수 [email protected], {yy282, rms}@mctt.co.kr, [email protected]
