1998년 전인 XNUMX년에 위스콘신의 연구원들은 인간 배아에서 강력한 줄기 세포를 분리했습니다. 그것은 생물학의 근본적인 돌파구였습니다. 왜냐하면 이 세포들은 인체의 출발점이며 심장 세포, 뉴런 등 다른 유형의 세포로 변할 수 있는 능력을 가지고 있기 때문입니다.

내셔널 지오그래픽은 나중에 놀라운 약속을 요약했습니다. "꿈은 살아있는 대체물로 병든 장기와 조직을 복구할 수 있는 의료 혁명을 시작하는 것입니다." 새로운 시대의 서막이었다. 성배. 좋아하는 진부한 표현을 선택하십시오. 모두 방송 시간이 있습니다.

그러나 XNUMX년 이상이 지난 오늘날 시장에는 이러한 세포를 기반으로 한 치료법이 없습니다. 하나도.

무슨 일이 일어났는지 알아보기 위해 저는 이번 XNUMX월에 수백 명의 생물학자들과 함께 한 강당에서 연례 국제 줄기 세포 연구 학회(International Society for Stem Cell Research) 회의 맨 앞줄에 앉았습니다. 거대한 스크린에 투사된 세포는 현미경을 통해 보이는 약간 위압적인 흑백 이미지였습니다. 일부는 머리카락처럼 더듬어 확장된 둥근 세포, 다른 일부는 모래처럼 보이는 신비한 물질로 채워진 직사각형 단면입니다. 테마 음악이 무대에서 울려 퍼졌습니다. Huey Lewis와 News의 "I Want a New Drug".

줄기 세포 회의 중에 나는 오래된 출처를 만날 기회가 있었습니다. 일부는 이제 말 그대로 과학자들이 25년 동안 열심히 노력하여 학장이나 조언가로 변모했습니다. 나는 물었다: XNUMX년은 정상적인 시간 프레임을 계산하는 것입니까, 아니면 이 자랑스러운 기술에 문제가 있습니까? 나와 이야기를 나눈 대부분의 사람들에게 고통스러운 지연은 놀라운 일이 아닙니다. 진정으로 새로운 생명공학이 개발되는 데 걸리는 시간입니다. 유전자 치료의 초기 인간 테스트가 발생했습니다. 1980년,하지만 아니었다 2012까지 첫 번째 유전자 수정이 유럽에서 판매 승인되었습니다. 그 잣대로 줄기세포는 궤도에 오르고 있다.

다른 사람들은 줄기 세포를 약으로 융합하는 것이 놀라울 정도로 어렵다는 것이 입증되었음을 인정합니다. 근본적인 문제는 세포가 파운드로 만들 수 있는 아스피린이나 다른 약물과 같지 않다는 것입니다. 그것들은 변하거나 죽거나 심지어 통제 불능 상태가 되어 암과 같은 위험을 일으킬 수 있는 생물입니다. 이 설명에 따르면 배아 줄기 세포를 캡처하는 것은 쉬운 부분이었습니다. 질병을 치료하는 데 필요한 특정 기능을 가진 특수 세포를 생산하도록 그들을 달래고 있습니다.

"아이디어는 시간이 오래 걸리지만 여전히 올바른 아이디어입니다."라고 회의에서 연단에 서 있는 동안 내가 질문을 퍼부은 스탠포드 대학의 교수인 Matthew Porteus가 말했습니다.

줄기 세포 기반 치료법이 마침내 돌파구를 찾을 것이라는 징후가 있습니다. 에 따르면 2023 조사, 자원봉사자에 대한 거의 70개의 새로운 테스트가 지난 XNUMX년 동안 진행되었으며 이는 이전 속도의 XNUMX배입니다. 이러한 초기 인간 연구 중 가장 발전된 연구는 Vertex Pharmaceuticals에서 수행하고 있습니다. 더 이상 인슐린을 투여하지 않아도. 실명과 간질을 치료하기 위해 제조된 세포에 대한 테스트에서도 이식된 세포가 도움이 된다는 초기 결과가 나왔습니다. 

퇴임하는 ISSCR 회장을 맡고 있는 하버드 대학교 교수인 하이판 린은 "많은 일들이 위기에 처해 있다"고 말했다. "줄기 세포는 진정으로 모든 세포 중에서 가장 복잡하기 때문에 지연되었다고 생각하지 않습니다."

타 불라 라사

나는 처음부터 배아 줄기 세포를 다루었습니다. 시작하기 조금 전에도 말입니다. 여기 MIT Technology Review에서 우리는 이 세포를 분리하는 탐구, 낙태 반대 운동가들의 반대의 어렴풋한 위협 속에서 수행되었습니다. 1998년 XNUMX월/XNUMX월 표지 "생명 공학 금기,” 어둠 속에서 빛나는 페트리 접시의 사진으로 분위기를 설정합니다.

"가장 흥미롭고 논란이 많으며 숨 막히는 과학 연구에 상이 주어진다면 배아 줄기 세포에 대한 검색이 카테고리를 휩쓸 것입니다." 우리는 인체에서 다른 유형을 생성할 수 있는 백지 세포를 찾는 것이라고 독자들에게 말했습니다. 배아 줄기 세포는 과학자들에게 처음으로 "인간 조직을 마음대로 성장시킬 수 있는 능력"을 부여할 수 있는 잠재적인 "접시 속의 공장"이었습니다. 그리고 그 세포는 체외수정 클리닉에서 얻을 수 있지만 세포를 분리하기 위해 파괴해야 하는 초기 단계의 인간 배아에만 존재했기 때문에 금기시되었습니다. 

로버트 카딘

우리의 보고가 있은 지 몇 달 후, 과학 경쟁은 결론에 도달했습니다. 그해 XNUMX월, 위스콘신 대학의 제임스 톰슨은 XNUMX개의 배아에서 줄기 세포를 포획했고 이 세포를 그의 연구실에서 살아 있고 증식시키고 있다고 보고했습니다. 

톰슨 종이, 사이언스 저널에 실린 간결한 XNUMX페이지 분량의 기사에는 줄기 세포가 어떻게 의료 기술이 될 것이라고 그가 생각했는지에 대한 스케치가 포함되어 있습니다. 그는 사체의 장기나 세포가 부족한 경우 줄기세포가 특히 박동하는 심장 세포와 같은 전문 세포 유형의 "표준화된 생산"을 허용함으로써 "약물 발견 및 이식 의학을 위한 잠재적으로 무한한 세포 공급원을 제공할 것"이라고 예측했습니다. 포도당 감지 베타 세포. 그는 일부 질병, 특히 제1형 당뇨병과 파킨슨병은 "단지 하나 또는 몇 가지 세포 유형의 사망 또는 기능 장애"의 결과라고 언급했습니다. 이러한 특정 세포를 교체할 수 있다면 "평생 치료"를 의미합니다.

모든 세포의 어머니가 모든 조직을 대체하거나 심지어 장기를 재생시킬 수 있다는 비전은 한 세대의 연구자들을 흥분시켰습니다. “그것은 내가 만난 마법에 가장 가까운 것이었다. 계속 분열하여 무엇이든 만드는 세포입니다. 세포생물학자라면 is 도파민 생성 세포 이식으로 파킨슨병을 치료할 계획인 Aspen Neuroscience의 공동 설립자이자 Scripps 연구소의 명예 교수인 Jeanne Loring은 말합니다. "문제는 어떻게 그것들을 원하는 정확한 세포 유형으로 만드는가입니다." 게다가 줄기 세포가 실험실에서 증식하도록 허용되면 돌연변이를 축적하여 잠재적인 암 위험을 초래할 수 있습니다. "그게 마법의 어두운 부분입니다."

정치적 시험

줄기 세포 개념은 곧 결정적인 시험에 직면할 것입니다. 그러나 그것은 과학적이지 않고 정치적이었습니다. 그들은 작지만 살아있는 IVF 배아에서 뽑아내어 그 과정에서 파괴했기 때문에 가톨릭 교회와 미국의 다른 종교 단체의 분노를 불러 일으켰습니다.  

Thomson의 논문이 나온 지 XNUMX년 후에 George W. Bush가 대통령으로 선출되었습니다. 이제 기독교 보수주의자들은 백악관에 줄을 섰고 차단된 세포에 대한 연구를 위한 연방 자금을 원했습니다. 환자 옹호자들의 도움을 받은 과학자들은 압도적인 로비 캠페인으로 대응했습니다. 예, 치료법에 대해 그들은 집결했습니다. "저는 줄기 세포를 좋아합니다." 범퍼 스티커를 읽습니다.

그 등식(줄기 세포는 치료법과 같다)은 돌파구를 실제보다 더 가깝게 보이게 만들었습니다. 학술 저널인 줄기 세포 보고서(Stem Cell Reports)의 편집장인 마틴 페라(Martin Pera)는 추진의 일부였습니다. 예를 들어, 그해 사설에서 그는 정부와 자선 단체가 자금을 지원하기만 하면 치료법이 "곧" 실현될 것이라고 썼습니다. 과학. “당시에는 모든 것이 우리의 상상 속에 있었습니다.” 내가 ISSCR 회의에서 Pera를 보았을 때 Pera가 말했습니다. "우리가 가진 모든 것이 미분화 줄기 세포였기 때문입니다."

앨버타 대학의 건강법 교수인 Timothy Caulfield는 나중에 뉴스 기사를 분석하고 과학자들이 치료가 언제 올 것인지에 대한 "비현실적인 일정"과 함께 "권위 있는 진술"을 일관되게 만들었다고 판단했습니다. "나는 연구원들을 비난하지 않습니다."라고 그는 말합니다. “그들 앞에 마이크가 있고, 10년, XNUMX년은 충분히 가깝고도 충분히 멀어요. 흥미진진하고 혁명적으로 만들어야 합니다. 그렇지 않으면 돈이 다른 곳으로 가고 있습니다.”

그러나 대중은 이러한 시간 프레임과 자금 부족만이 치료에 방해가 된다는 이야기를 믿었습니다. 따라서 미국이 줄기세포 연구에 대한 제한을 도입한 후(몇 가지 세포 공급에 대해서만 연구 자금 지원 허용), 환자 그룹은 반발했습니다. 캘리포니아에서는 2004년 투표 이니셔티브인 발의안 71이 캘리포니아 재생 의학 연구소를 설립했습니다. 그것은 줄기 세포 연구를 주에서 "헌법적 권리"로 만들고 3년 동안 연구를 위해 10억 달러의 세금 기금을 할당했습니다. 그때까지 로비스트들은 이 이니셔티브가 일자리와 치료의 노다지를 통해 그 자체로 두 배 이상의 비용을 지불할 것이라고 예측했습니다. 1형 당뇨병을 치료하는 것만으로도(예상에 따르면 "122년차") 인슐린 및 기타 비용에서 XNUMX억 달러를 절약할 수 있습니다. 한 TV 광고는 말했다 줄기 세포는 "파킨슨병에 걸린 백만 명의 사람들"을 치료할 것입니다.

이러한 치료법은 아직 시장에 출시되지 않았습니다. 그리고 줄기 세포가 그들을 구할 수 있기를 바랐던 그 시절의 많은 환자 옹호자들이 이제 죽었습니다: 제니퍼 에스테스, 데이비드 에임스, 배우 크리스토퍼 리브, 조던 클라인. 마지막은 발의안 71을 실행에 옮긴 California 부동산 기업가인 Bob Klein의 아들이었습니다. 조던이 1년 2016세의 나이로 제26형 당뇨병 합병증으로 사망한 후, 그의 아버지는 정치적 지연을 비난했습니다. 롱비치 비즈니스 저널. “막내 아들이 죽었습니다. 그들이 DC에서 그것을 유지하지 않았다면 그는 살아있을 것입니다.”라고 Klein은 간행물에 말했습니다.

줄기세포 치료법에 대한 믿음이 굳어졌습니다. Klein과 같은 사람들에게 그들을 지연시키는 것은 정치적 간섭이었습니다. "2000년대 초에 줄기 세포에 대한 디스토피아적 대 유토피아적 관점이 있었습니다."라고 Caulfield는 말합니다. “비윤리적이거나 비도덕적이거나 허용되어서는 안 된다고 말하는 사람들이 있었습니다. 연구 커뮤니티와 그 일원이었던 저는 뒤로 물러서서 이것이 흥미로운 분야이며 우리는 생명을 구할 것이라고 말해야 했습니다. 그리고 이 모든 언어가 살아 남았습니다.” 가장 확실한 증거는? 자폐증, 편두통, 다발성 경화증에 대한 줄기 세포 치료법을 광고하면서 과대 광고에 돈을 벌기 시작한 야간 의료 클리닉은 Caulfied가 "과학 착취"라고 부르는 현상입니다. 수년 동안 Google에서 줄기 세포를 검색하면 일반적으로 혈액이나 지방 조직에서 채취한 세포를 사용하여 거의 모든 것을 치료할 수 있는 그늘진 클리닉의 광고가 표시되었습니다.

이번 봄, 한 노인 지인이 아픈 무릎을 치료하기 위해 뼈에서 추출한 것으로 추정되는 줄기 세포를 주입하기 위해 현금으로 7,000달러 이상을 지불했다고 밝혔을 때 이 현상이 얼마나 만연한지 알게 되었습니다. 물론 아무 것도 하지 않았을 가능성이 높습니다. 그녀는 ISSCR에서 ““줄기세포 치료 안내.” 제품 용어집처럼 들리는 제목에도 불구하고 사기 클리닉에 대한 긴 경고이며 오늘날 광고하는 줄기 세포 치료법은 본질적으로 가짜라고 설명합니다.

현실에서 줄기세포를 과학의 속도보다 더 빠르게 움직일 수 있는 것은 아무것도 없기 때문입니다. "줄기 세포의 약속이 대중의 의식에 도달했을 때... 줄기 세포 자체가 마법의 치료법이라는 생각이 있었습니다. 말도 안 되는 일이지만요." 샌프란시스코에 있는 캘리포니아 대학교의 Arnold Kriegstein 교수는 말합니다. “진정한 약속은 줄기 세포가 이것을 할 것이라는 것이 아니라 그들이 당신이 원하는 세포의 출발점이라는 것입니다. 그리고 그것은 결코 간단하지 않습니다. 힘들고 느립니다. 그것이 과학입니다. 힘들고 시간이 걸립니다.”

지연된 약속

줄기 세포 연구는 더 이상 예전처럼 정치적이지 않습니다. 부분적으로는 2006년까지 과학자들이 약간의 피부와 같은 세포를 변환하는 방법을 결정했기 때문입니다. 배아줄기세포 같은 것으로. 이러한 "유도" 줄기 세포는 윤리적 숙취 없이 배아의 줄기 세포와 대체로 동일합니다. 그러나 연구자들이 어떤 유형의 줄기 세포를 선택하든, 그것들을 사용하여 성숙하고 전문화된 세포(이식에 원하는 종류)를 제조하는 것은 대부분의 예상보다 어려운 것으로 판명되었습니다. 

과학자들이 원하는 세포 유형을 생성하기 위해 취하고 있는 전략을 "방향성 분화"라고 합니다. 유도 분화는 요리책 접근 방식으로 생각할 수 있습니다. 이 성장 인자는 2일째에 추가하고 12일째에는 저것을 추가하는 식으로 줄기 세포가 줄기 세포의 일부일 때 받는 동일한 종류의 외부 단서에 노출됩니다. 성장하는 아기.

요리책 프로세스는 성공적일 수 있지만 올바른 레시피를 찾는 것은 매우 어렵습니다. 예를 들어, 1형 당뇨병을 앓고 있는 두 자녀를 두고 현재 테스트 중인 Vertex 치료제를 개발한 과학자 Douglas Melton은 "기능의”쥐에 이식했을 때 포도당에 반응하고 인슐린을 만들 수 있는 췌장 세포. "그 문제는 내가 예상했던 것보다 훨씬 더 오래 걸렸습니다. 아내에게 XNUMX년이 걸릴 것이라고 말했습니다." 2021년.

게다가 줄기 세포가 원하는 세포 유형으로 성숙하는 데는 실험실에서 실제 임신 기간만큼 오랜 시간(때로는 200~XNUMX개월)이 걸릴 수 있습니다. 각각의 새로운 테스트는 더 긴 지연을 의미하기 때문에 새로운 아이디어를 시도하는 데 큰 장애물이었습니다. "나는 낙관적이었지만 실험을 해보면 XNUMX일이 걸릴 수 있습니다."라고 Harvard의 교육 병원 중 하나인 Mass Eye and Ear의 수석 과학자인 Hanae Lahlou는 말합니다. 그녀는 이식을 시도한 프로젝트의 일부였습니다. 기니피그의 청력을 고치기 위해. 그들은 이식된 세포가 새로운 청각 털로 자라기를 바랐지만 결코 그렇게 되지 않았습니다. 이제 Lahlou는 세포 이식보다 더 빠른 유전 기술을 시도하고 있습니다. "어떤 시점에서 나는 그것을 치료 도구로 보지 않았습니다."라고 그녀는 말합니다. “환자에게 물어보면 약을 원한다.”

세포를 만드는 것도 저렴하지 않습니다. 그들이 가장 좋아하는 성장 인자 750,000g의 가격은 $XNUMX입니다. 검증되지 않은 접근 방식에 직면한 규제 장벽을 추가하면 줄기 세포에 대한 생명 공학 회사의 작업이 적합했던 이유가 분명해졌습니다. 한때 배아줄기세포에 대한 특허권을 장악하고 출시한 제론 인간의 첫 번째 테스트 2010년에 그들로부터 만들어진 치료법의 취소 된 2021년 후 연구. 이제 항암제에 효과가 있으며 더 이상 웹 사이트에서 배아 줄기 세포를 언급하지 않습니다. 또 다른 줄기세포 기업 사나는 XNUMX년 기업공개(IPO) 이후 지난해와 지난해 주가가 하락했다. 팀을 해고하다 심장 질환을 치료하기 위해 심장 근육을 만들려고 합니다. 

초기 단계 시련

높은 비용과 기술적 어려움은 생명공학 세계에서 드문 일이 아니며, 줄기세포 치료법이 위험을 감수할 가치가 있다고 믿는 탄력적인 투자자와 과학자들이 여전히 있습니다. 오늘날 줄기세포 연구자들은 매년 약 15건의 새로운 임상시험이 증가하고 있는 것은 이 분야가 전환점에 가까워지고 있다는 신호라고 말합니다. 실험실에서 만든 망막 세포의 이식(지금까지 가장 자주 테스트된 접근법)은 아직 시력을 개선한다고 말할 수 없지만 초기 소수의 환자로부터 세포가 무언가를 하고 있다는 증거가 있습니다. 설문 조사에 따르면 작년 발행, 약 3,000건의 연구에서 90명 이상의 환자가 유도 또는 배아 줄기 세포에서 생성된 이식을 받았지만 이러한 모든 테스트는 초기 단계에 남아 있습니다. 

“주위를 둘러보면 모든 시련은 초기 단계다. 모든 사람이 치료제를 생산할 가능성은 없지만 개선 방법과 개선 방법에 대한 정보를 제공할 것입니다.”라고 Pera는 말합니다.

이식된 세포의 경우 사람을 대상으로 한 실험을 통해서만 답을 얻을 수 있는 열린 질문 중 하나는 해당 세포가 얼마나 오래 살아남을 것인가 하는 것입니다. 파킨슨병 환자의 뇌에 도파민 생성 뉴런을 추가하면 이미 몇 번 시도된 일이지만, 그 뉴런의 대부분은 결국 죽는다.. 연구원들은 드로잉 보드로 돌아가서 그 이유와 전술을 조정하는 방법을 알아내려고 노력했습니다. 가능한 위험에도 불구하고 복용량을 늘려야 할 수도 있습니다. 너무 많은 도파민은 너무 적은 것만큼이나 나쁠 수 있으며 비자발적 움직임을 유발할 수 있습니다. 40명을 치료할 것으로 예상되는 당뇨병에 대한 Vertex 연구는 더 유망해 보이지만 거기에서도 추가된 세포가 얼마나 오래 살지는 불확실합니다. 그것은 매우 값비싼 치료(일부는 당뇨병에 대한 세포 이식이 최소 $500,000에 달할 것으로 추정함)가 영원하지 않을 수도 있음을 의미합니다. 

그러나 Loring은 이러한 테스트 중 하나가 곧 배아 줄기 세포로 만든 치료법이 질병을 치료할 수 있다는 놀랍고 반박할 수 없는 증거로 이어지기를 희망합니다. "그것이 전환점이 될 수 있습니다. "라고 그녀는 말합니다. "그리고 그 순간이 필요하다고 생각합니다." 

간질 치료

줄기세포 연구자들의 모임에서 보낸 XNUMX일 동안 이 분야에 필요한 큰 돌파구처럼 보이는 한 연구가 저에게 눈에 띄었습니다. 그것은 XNUMX년 전 난치성 간질이 일반 약물에 반응하지 않는 두 사람의 뇌 깊숙이 실험실에서 만든 "억제성 중간신경세포"를 이식한 샌프란시스코의 Neurona Therapeutics라는 생명공학에 의해 운영되고 있는 새로운 실험입니다. 내기는 이렇게 추가된 세포가 각각 수천 개의 연결을 형성하고 발작을 일으키는 오작동하는 뇌 네트워크를 조용하게 할 것이라는 것입니다.

회의 중에 Neurona는 두 환자 모두 발작이 90% 이상 감소했다고 발표했습니다. 한 26세 남성의 경우 한 달에 32번 발작을 일으켜 몸을 쇠약하게 만들었습니다. 데이터가 유효하다면 세포 이식이 측두엽의 일부를 외과적으로 제거하는 오늘날 간질에 사용할 수 있는 가장 과감한 치료법만큼 효과적이라는 것을 의미할 수 있습니다. 하지만 기억이나 시력을 잃는 것과 같이 뇌의 일부를 제거하는 부작용은 없을 것입니다. 

“열정이 많아요. 이것은 간질에 대한 최초의 세포 치료법이 될 수 있습니다. Kriegstein은 나에게 이런 유형의 치료법이 등장하는 데 25년이 긴 시간이 아니라고 생각한다고 말했습니다. 대신 그는 "실제로는 좀 빠르다"고 반박합니다.

의사들은 이전에 신경 이식을 실험한 적이 있습니다. 한 회사는 돼지의 세포를 사용하려고 시도했습니다. 그러나 2013년에 처음으로 배아 줄기 세포가 대량으로 인간 중간 뉴런을 형성하도록 유도할 수 있는 방법을 결정한 것은 Kriegstein 연구실의 박사후 연구원인 Cory Nicholas였습니다. 그 뒤를 이어 Kriegstein은 160년에 걸쳐 일련의 "합리적이고 체계적인" 조치를 취하여 그 제조법을 개선하고, 동물에 대한 테스트를 실행하고, 인간 실험을 시작하기 위한 승인을 얻었습니다. 그 작업의 대부분은 XNUMX억 XNUMX천만 달러 이상을 모금하고 Nicholas가 CEO를 맡고 있는 Neurona에서 이루어졌습니다. 

 "분명히 이것은 배아(또는 유도된) 줄기 세포 없이는 불가능할 것입니다."라고 Kriegstein은 말합니다. 

XNUMX명의 환자만 치료를 받았지만 Neurona의 결과는 일화로 남아 있습니다. 하지만 실제 치료법일 가능성이 있습니다. 이식된 세포가 여전히 연결을 형성하고 있을 가능성이 있고 시간이 지남에 따라 그 효과가 증가하여 발작을 완전히 예방할 수 있기 때문입니다. “처음에는 몽상처럼 들렸지만 이러한 세포를 무제한으로 만들 수 있다는 것이 우리가 시도할 수 있는 것입니다. 이제 도움을 받은 환자가 있습니다. 생각해 보면 정말 놀랍습니다.”라고 Kriegstein은 말합니다. “우리는 진료소에 있습니다. 세포는 환자의 체내에 있으며 이제 세포가 얼마나 잘 작동하는지 살펴보겠습니다. 우리는 임상 시험이 우리에게 몇 가지 단서를 제공할 시점에 있습니다. 그냥 과대 광고 였나요, 아니면 진짜인가요?”