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면역계의 지휘자
활성혈소판 면역치료(ASA-PT)
“내 몸의 세포로 되찾는 건강과 젊음”
- Activated Platelet–Mitochondria Immunotherapy
활성혈소판 이란?
혈액에 존재하는 혈소판은 혈액응고, 조직 재생, 면역 조절을 담당하는 혈구세포로 혈관 내를 순환합니다. 조직 손상, 병원체 침입, 면역 이상(자가면역, 알레르기, 면역 저하 등)이 발생하면 혈소판은 이상이 생긴 조직이나 장기로 이동해 활성화되며, 조직 복원과 면역 반응 조절을 통해 인체의 항상성(Homeostasis)을 유지합니다. 이러한 혈소판의 생리적 기능을 이용한 치료가 **혈소판 풍부 혈장 치료(PRP)**입니다. PRP 치료는 미용, 탈모, 인대 손상, 만성 관절염 등의 치료에 활용되고 있습니다.
PRP 치료는 혈액에서 혈소판을 분리·농축하여 조직에 주입하는 방식으로 이루어지지만, 조직 내에서 혈소판이 충분히 활성화되지 않아 기대한 치료 효과를 얻기 어려운 경우가 많습니다. 이를 보완하기 위해 체외에서 인위적으로 혈소판을 활성화할 수 있으나, 이 과정에서 혈소판 활성과 동시에 혈소판 파괴가 발생합니다. 그 결과 조직에 주입된 혈소판이 재생과 염증 조절 작용을 충분히 수행하기 전에 파괴되어 치료 효과가 제한적으로 나타날 수 있습니다.
활성혈소판 치료는 다음과 같은 특징이 있습니다.
자연 활성화 과정
환자 본인의 혈액에서 채취한 혈소판을 인위적 약물 대신, 체외 환경에서 자연스럽게 활성화되도록 유도합니다
안정적 보관 및 활용
특허 받은 보존 용액과 기술을 통해 2주 이상 활성 상태를 유지할 수 있어, 반복 치료 시에도 일정하고 강력한 효과를 기대할 수 있습니다.
01
살아있는 활성혈소판을 만드는 기술
혈소판은 체외분리시 자연적인 활성이 천천히 발생하는데 활성과 동시에 혈소판이 깨집니다. 보존 시약을 넣어 혈소판을 보존하면 자연적인 혈소판 활성은 발생하나 동시에 발생하는 혈소판 파괴를 방지하여 일정한 시간(12-15일)이 경과하면 안정된 상태의 살아있는 활성혈소판을 얻을 수 있습니다.
02
안정화 활성혈소판이 다른 이유
안정된 상태의 활성혈소판은 두가지 장점을 가지고 있습니다. 첫째는 혈소판 활성이 발생하면 혈소판내 미토콘드리아의 분포, 크기, 수가 변화하여 조직에 투여하였을 때 안정화 활성혈소판내의 미토콘드리아에 의하여 치료효과가 나타납니다. 둘째는 혈소판 활성이 발생하면 혈소판내 성장인자 및 사이토카인을 함유한 소포체가 커지고 많아져서 조직으로 투여 시 풍부한 성장인자와 사이토카인에 의해 조직재생 효과가 발생합니다.
- Activated Platelet–Mitochondria Immunotherapy
활성혈소판에 대한 의학적인 검증에 대하여
일반적으로 혈소판은 실온상태에서만 보존이 가능하며 냉장이나 냉동상태에서는 세포의 불활성이 발생합니다. 또한 냉동 및 냉장의 낮은 온도에서 보관 후 인체에 주입 시 온도상승에 따른 혈소판 파괴현상이 발생합니다. 혈소판을 실온에서 보존할 경우 하루에 약 25%의 혈소판에서 자가활성이 저절로 발생하나 혈소판 활성이 발생함과 동시에 혈소판 세포파괴가 일어나기 때문에 실제로 안정상태의 활성혈소판을 얻을 수 없습니다. 혈소판을 실온에 보존시에 보존 시약을 넣어 보존하면 자가활성은 정상적으로 발생하나 활성과 동시에 발생하는 세포파괴현상을 방지하여 약 2주의 시간이 경과하면 안정상태에 머무르는 충분히 활성화된 혈소판을 얻을 수 있습니다. 이러한 안정화 상태의 자가혈 유래 활성혈소판은 다음과 같은 특징을 가집니다.
비활성 상태의 혈소판과 비교했을 때, 안정화된 활성혈소판은 세포 내 미토콘드리아 활성도가 약 5–6배 증가하는 것으로 측정되었습니다. 미토콘드리아 활성도는 WST-1 Cell Proliferation Assay를 이용해 평가하였습니다. 이 검사는 미토콘드리아 탈수소효소에 의해 WST-1이 formazan으로 환원되는 원리를 이용하며, 흡광도가 증가할수록 미토콘드리아 효소 활성과 세포 생존율이 높음을 의미합니다. 이 반응은 살아있는 세포에서만 유효합니다. 본 실험에서 A는 혈소판을 분리 직후 바로 측정한 값이며, B와 C는 2주간 보존 시약을 첨가해 혈소판을 안정화된 활성 상태로 유지한 뒤 측정한 값입니다. 그 결과, B와 C의 흡광도는 A에 비해 각각 약 170%, 185% 증가하였고, 이는 혈소판 미토콘드리아 효소 활성에 의해 생성된 반응물질의 양이 A 대비 B는 약 5배, C는 약 6배 증가했음을 의미합니다.
좌측은 전자현미경으로 관찰한 혈액에서 분리한 혈소판을 관찰한 것이고 우측은 시약을 넣고 2주간 보존후에 안정화 상태의 활성혈소판을 관찰한 것입니다. 좌측에 비하여 혈소판이 좀더 원형에 가까워 졌으며 혈소판의 전체적 크기가 커지고 세포내 성장인자를 포함한 과립과 소립이 커지고 풍부해 졌음을 알 수 있습니다.
활성혈소판과 미토콘드리아 이식치료 소개
미토콘드리아는 세포 내에 존재하는 소기관으로, 세포 소기관 중 유일하게 자체 DNA를 가지고 있으며 어머니로부터 유전됩니다. 미토콘드리아는 세포 내에서 포도당과 산소를 이용해 ATP를 생성하는 에너지 생산의 중심 기관으로, 세포의 생존과 기능 유지에 필수적인 역할을 합니다. 미토콘드리아는 산화 스트레스 등 다양한 세포 내 스트레스에 취약하며, 이로 인해 기능 저하나 기능부전이 발생할 경우 세포 기능이 떨어지고 조직 및 장기의 전반적인 기능 저하로 이어집니다. 미토콘드리아 이식치료는 미토콘드리아 기능이 저하된 세포에 정상 기능의 미토콘드리아를 전달하여 세포 기능을 회복시키는 치료를 의미합니다. 현재 미토콘드리아 이식치료는 세포의 기능부전을 회복시킬 수 있는 치료로서 21세기 의학으로 각광받고 있으며 세포치료의 개념이 줄기세포 치료에서 미토콘드리아 이식치료로 전환되고 있습니다. (미토콘드리아 이식치료를 통하여 조직내 기능이 저하된 줄기세포의 기능을 정상으로 되돌릴 수 있다면 외부의 줄기세포를 주입하는 것보다 보다 안전하고 효율적인 치료가 될 것 입니다.)
현재 임상에서 사용되는 미토콘드리아 치료 방법
현재 임상적으로 활용되는 미토콘드리아 치료 방법은 다음과 같습니다.
1. 중간엽 줄기세포 유래 미토콘드리아
지방줄기세포 또는 골수 유래 중간엽 줄기세포를 배양한 후 세포막을 파괴하여 세포 내 미토콘드리아를 채집해 치료에 이용하는 방법입니다.
2. 혈소판 유래 미토콘드리아
혈액에서 혈소판을 분리한 뒤 혈소판을 분해하여 미토콘드리아를 채집하고, 자동화 장비를 이용해 이를 치료에 활용하는 방법입니다.
기존 미토콘드리아 치료의 한계
인체 내에서 조직이나 장기의 기능부전이 발생하면, 손상된 조직세포·줄기세포·면역세포로 미토콘드리아 이동(mitochondrial transfer)이 자연적으로 일어납니다. 이 과정이 충분히 이루어지지 않을 경우 조직 재생이 불완전해지고 질병이 만성화되며, 면역 기능 이상으로 이어질 수 있습니다. 이러한 생리적 미토콘드리아 이동은 혈소판, 백혈구, 조직세포 사이에서 긴밀하게 이루어지며, 가장 효율적이고 생리적인 미토콘드리아 수송체는 혈소판입니다. 중간엽 줄기세포를 파괴해 미토콘드리아를 채집하는 방식은 치료 효율이 높지 않으며, 혈소판에서 얻은 미토콘드리아 역시 혈소판이 안정화된 활성 상태가 아닐 경우 치료 효율이 떨어지는 한계가 있습니다.
활성혈소판 기반 미토콘드리아 이식치료의 장점
세포를 파괴해 미토콘드리아를 직접 투입하는 방식보다, 안정화된 활성혈소판을 이용하는 방식이 미토콘드리아의 세포 내 이동과 전달 효율이 더 높습니다. 혈소판이 활성화되면 혈소판 내 미토콘드리아의 분포, 크기, 수가 변화하고, 형태학적으로 Fission(분열) 현상이 발생합니다. 이러한 변화는 미토콘드리아의 수송과 치료 효과 발생에 필수적인 요소로 보고되어 있습니다.
이러한 기전과 생리적 특성을 종합할 때, 안정화된 활성혈소판은 가장 생리적이고 효율적인 미토콘드리아 이식 치료 수단이며, 기존 미토콘드리아 치료의 한계를 보완할 수 있는 이상적인 치료 접근으로 평가됩니다.
- Activated Platelet–Mitochondria Immunotherapy
논문에서 보고된 미토콘드리아 이식치료의 기전
논문에서 보고된 미토콘드리아 이식치료의 기전은 TNTs, EVs, Extrusion, Cell Fusion, GJCs의 다섯 가지로 분류됩니다. 이 중 TNTs, EVs, Cell Fusion, GJCs는 살아있는 세포 간 cell-to-cell 전달 방식이며, Extrusion은 분리된 미토콘드리아를 수용세포에 직접 전달하는 방식입니다. 현재 대부분의 미토콘드리아 이식치료는 이러한 Extrusion 방식을 사용하고 있습니다. 그러나 다섯 가지 기전이 모두 자연스럽게 작동할 수 있는 방식은 살아있는 세포 간 전달(cell-to-cell transfer)이며, 이 과정은 **안정화된 활성혈소판(stable activated platelets)**에서 효율적으로 이루어집니다. 따라서 활성혈소판을 이용한 미토콘드리아 이식치료가 가장 생리적이고 이상적인 방식입니다. 일반적인 미토콘드리아 이식치료는 줄기세포나 혈소판을 파괴해 미토콘드리아를 채집하는 방법으로, 미토콘드리아 수 확보에는 충분하지만 결과적으로 Extrusion 방식에 의존하게 됩니다. 효율적인 미토콘드리아 이식을 위해서는 분리된 미토콘드리아 주입이 아니라, 살아있는 세포 내 미토콘드리아의 cell-to-cell 전달 방식이 이상적이며, 이 점에서 안정화된 살아있는 활성혈소판을 이용한 미토콘드리아 이식치료가 가장 이상적인 방법이라 할 수 있습니다.
줄기세포 기능 향상
혈소판이 줄기세포에 기능이 살아있는 미토콘드리아를 수송하여 줄기세포 기능을 향상시키는 것을 보고한 논문입니다.좌측의 안정상태의 활성혈소판(Activated platelet)내 기능이 완전한(Respiratory-competent) 미토콘드리아가 조직 줄기세포(Mesenchymal stem cell)내 기능부전(Respiratory incompetent) 미토콘드리아를 대치하면 조직 줄기세포의 기능이 정상화 됨을 설명한 논문 중 발췌 부분입니다.
