근본적인 치료법이 없던 희귀 유전질환인 크라베병(Krabbe disease)을 차세대 유전자 편집 기술로 고칠 수 있는 가능성이 생겼다.

세브란스병원 재활의학과 조성래 교수, 서울대학교 의과대학 생화학교실 배상수 교수와 남배근 박사, 연세대 융합보건의료대학원 서정화 교수 연구팀은 유전자 편집 기술을 적용한 동물 실험으로 크라베병의 치료 가능성을 확인했다고 18일 밝혔다.

크라베병은 뇌와 신경을 감싸 보호하는 절연체인 수초(미엘린·myelin)가 망가지는 희귀 유전질환이다. 지방 성분인 갈락토실세라마이드를 분해하는 효소(GALC) 유전자에 돌연변이가 생겨 발생한다. 신경 독성물질인 사이코신(psychosine)이 쌓이면서 수초 형성이 어려워지고, 뇌 속 신경 연결망이 손상돼 신경 퇴행과 운동 장애가 나타난다. 근본적인 치료법은 없다.

연구팀은 아데닌 염기 교정 유전자가위를 활용해 유전자를 편집하면 돌연변이를 제거하지 않고도 치료할 수 있을 것으로 보고 동물실험을 진행했다.

유전자가위는 DNA 등 세포 내 특정 유전정보를 선택적으로 잘라 붙이거나 대체하는 등 다양한 방식으로 교정하는 기법을 통칭한다.

연구팀은 크라베병을 유발한 실험용 쥐의 뇌 안에 아데닌 염기 교정 유전자가위를 주사한 뒤 뇌에서 아데닌을 구아닌 염기로 교체하는 치료를 시도했다. 돌연변이 유전자를 잘라내지 않고 교체함으로써 교정하는 방식이다.

치료 5주가 지나자 애초 돌연변이 상태였던 갈락토실세라마이드 분해 효소 발현이 확인되는 등 유전자 교정의 효과가 나타나기 시작했다. 독성물질인 사이코신 축적이 감소하면서 뇌의 수초가 회복됐다. 운동 기능 역시 향상해 정상 쥐의 약 65% 수준에 이르렀다.

조성래 교수는 "이번 연구 결과는 아데닌 염기 교정을 이용한 유전자 편집 기술이 크라베병의 치료법으로 적용될 가능성을 보여준다"며 "이 결과를 토대로 다양한 희귀난치성 유전질환 치료제 개발에 활용할 수 있을 것"이라고 기대했다.

연구 결과는 국제학술지 '게놈 메디신'(Genome medicine)에 게재됐다.