참고자료

[줄기세포] 동물 치료에서 줄기세포 유행

Stem cells boom in vet clinics



Horses, dogs and even a tiger have received the unproven therapies. Now, drug regulators plan to weigh in.








A horse is given an injection of stem cells in a bid to promote healing in a tendon injury.


Lauren Schnabel/Jessica Cross/Cornell Univ.



Patients seeking unproven stem-cell therapies in the United States often run up against government restrictions. But Vintage ‘Vinty’ Mark of Lovettsville, Virginia, had no difficulty getting such injections to treat an injured tendon in his leg. The leg improved dramatically, and Vinty went back to training — to be a racehorse.


New guidance from the US Food and Drug Administration (FDA) could, however, soon rein in veterinary uses of stem cells, a practice that has exploded in the United States over the past decade, even though most therapies are unproven. Many researchers and veterinarians say that the guidance, a draft of which the agency plans to issue by the end of the year, is overdue. But others worry that FDA interference could hamper research that could benefit animals — and their human companions.


In the absence of clear regulations, the industry has burgeoned. Vet-Stem, a company based in Poway, California, has provided stem-cell treatments to more than 5,000 horses, 4,300 dogs and 120 cats since treating its first patient in 2004. Kits provided by MediVet America, based in Nicholasville, Kentucky, have been used to produce stem-cell injections for more than 10,000 horses since 2010. University veterinary departments, independently or through spin-off companies, have offered such services to thousands more animals. Veterinarians send patients’ tissue samples to the centres to have cells extracted or, increasingly, turn to kits that allow them to extract the cells in-house.



Stem cells are most often used to treat horses, dogs and cats, but clinicians have also sought to use them to repair a lumbar fracture in a Bengal tiger and arthritis in pigs. Researchers have also found stem cells in the fat of bottle­nose dolphins, raising hopes for treating the marine-mammal versions of liver disease and type 2 diabetes. “There’s not a large vet practice that’s not using them,” says Wesley Sutter, a veterinarian at Lexington Equine Surgery and Sports Medicine in Kentucky. “Some claim [the treatment] cures everything.”


Many veterinarians offer unproven stem-cell therapies to satisfy demanding customers, says Dori Borjesson, who specializes in veterinary medicine at the University of California, Davis. “Clinicians are sucked into giving treatment” even when there’s not research to back up uses, she says.


Like the treatments sought by humans, most of those used in animals involve mesenchymal stem cells (MSCs), which can mature into a wide variety of cell types, including bone and cartilage, and have been shown to have anti-inflammatory and other beneficial effects. MSCs are extracted from fat or bone marrow and can be cultured or prepared for injection in concentrated form.


The FDA’s position on the use of MSCs in humans is clear. It says that the cells are drugs and therefore must be proved safe and effective before they can be used in treatment, except under certain conditions. No MSC treatments have been approved. But the FDA has different regulations for veterinary medicine, and these do not clearly address MSCs. The agency has not approved any veterinary stem-cell therapies, but neither has it cracked down on any. This is in stark contrast to its high-profile actions against purveyors of unproven human stem-cell treatments, such as Celltex Therapeutics of Sugar Land, Texas,which treated patients with MSCs until the FDA stepped in last September.


That doesn’t mean that the agency is not concerned, says Lynne Boxer, a veterinary medical officer in the FDA’s Office of New Animal Drug Evaluation in Rockville, Maryland. “As with any type of drug product, there are risks and benefits,” she says. “With stem cells, there is the potential for disease transmission and tumour formation.” She declines, however, to say whether current practices are against FDA rules, or to elaborate on what the new draft guidance is likely to contain.


The guidance void is irksome, says Karl Nobert, a lawyer at Squire Sanders in Washington DC, who has represented companies seeking direction from the FDA. His concern is not just professional: he is Vinty’s former owner, and says that he saw “incredible improvement” as the horse healed, with normal tendon fibres rather than scar tissue at the injury site.


Research backs up the benefits of stem-cell treatments in some applications. A 2007 double-blind study in 21 dogs showed that MSCs improved chronic osteoarthritis1. A 2010 report showed that injections of tissue rich in MSCs helped damaged leg bones to heal in 12 horses2. And a 2012 study, much discussed by veterinarians, showed that MSCs from bone marrow helped racehorses with tendon injuries avoid re-injury3.


Researchers recognize that many studies of veterinary stem-cell treatments have a major weakness: they lack control groups or blinded evaluation, which are crucial to show whether the treatments truly make a difference. “It is exceptionally difficult to do blinded studies in our patients because the owners or trainers specifically seek an institution for stem-cell therapy,” says Lisa Fortier, a veterinary surgeon at Cornell University in Ithaca, New York, and a co-author of the 2010 cartilage study.


Without controlled trials, comparisons between treated and untreated animals are difficult. Owners who have paid a few thousand dollars for a therapy are more likely to follow strict rehabilitation protocols than those who have not. They are also more likely to rush horses back into action, which would skew reported recovery time, a measure of a treatment’s effectiveness. And placebo effects — on the owners — can be powerful. “The cat looks like hell to me but the owner says: ‘She looks so great. I love stem cells’,” says Borjesson.


Many veterinarians think that studying stem-cell therapies in large animals, which are more physiologically similar to humans than the mice often used in preclinical research, could be a powerful model for medicine — if studies are done right. Borjesson is running studies (with “as much blinding as possible”) of stem-cell treatments for dry eye, another eye condition called recurrent uveitis, and inflammatory bowel disease in clients’ pet dogs. She is also collaborating with researchers in human regenerative medicine, so that her findings can inform their studies of experimental therapies. And David Frisbie, a veterinary surgeon at Colorado State University in Fort Collins, is working with doctors to apply lessons from animal stem-cell treatments to joint injuries in humans.


If the pending FDA guidance clearly designates animal stem cells as drugs, veterinarians and companies who want to deploy such treatments will first have to conduct clinical trials, which Frisbie estimates could cost at least US$5 million each. Nobert, meanwhile, is optimistic that veterinary stem-cell companies and university researchers will find ways to “design creative regulatory approval strategies to streamline and expedite the review-and-approval process” — which might, in turn, influence the human stem-cell regulatory process.


Still, he worries that overly stringent FDA rules about, for example, how cells are characterized, could “make the ultimate commercial price unreasonable”.


For Vinty, it’s a moot point. He’s had his stem cells. But even with his tendon fixed, he was too slow to race. He now gives riding lessons to children.



Journal name:
Nature

Volume:
496,

Pages:
148–149

Date published:
()

DOI:
doi:10.1038/496148a

References


==================









수의학에서 사용되고 있는 줄기세포치료

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=238101&cont_cd=GT
KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 2013-04-12




미국에서 검증되지 않은 줄기세포 치료를 받으려는 환자들은 정부의 규제에 의해 엄격하게 제한되고 있다. 하지만 버지니아 주의 러벳츠빌 (Lovettsvile)의 빈티지 ‘빈티’ 마크 (Vintage ‘Vinty’ Mark)는 다리의 상처 입은 힘줄을 치료하기 위해서 이러한 줄기세포 주사를 맞는데 큰 어려움이 없다. 이 치료를 받은 다리는 극적으로 개선되었으며 이 빈티는 다시 훈련에 들어갔다. 빈티는 경주마이다. 하지만 미국 식약청의 새로운 가이드라인에 의하면 지난 십 년 동안 미국에서 사용되고 연구되어온 수의학적인 치료에서 줄기세포 사용에 대한 제한이 이루어지게 될 것이다. 많은 연구자들과 수의학자들은 연말까지 식약청이 발표할 계획이었던 초안인 새로운 가이드라인은 늦어지고 있다고 주장했다. 하지만 다른 연구자들은 식약청이 개입함으로써 동물들에게 혜택을 줄 수 있는 연구속도를 늦출 수 있다.

확실한 규제장치가 없는 상태에서 산업체들이 성장하기 시작했다. 캘리포니아 주의 포웨이 (Poway)에 위치한 업체인 벳-스템 (Ven-Stem)사는 5,000마리의 말과 4,300마리의 개 그리고 120마리의 고양이에게 2004년부터 줄기세포 치료를 제공하고 있다. 줄기세포 장비는 켄터키 주의 니콜라스빌 (Nicholasville)에 기반한 메디벳 아메리카 (MediVet America)가 제공한 것으로, 2010년 이후 10,000마리 이상의 말에게 줄기세포 주사를 제공하고 있다. 대학의 수의과대학과 독립자회사들은 이러한 치료를 수 천 마리의 동물들에게 제공하고 있다. 수의사들은 환자동물의 조직샘플을 연구센터로 보내 세포를 추출하고 이 치료장비를 가지고 동물이 있는 곳에서 세포를 추출하기도 한다.

줄기세포는 말과 개 그리고 고양이를 치료하는데 가장 많이 사용되고 있다. 하지만 임상의들은 요추가 부러진 벵갈 호랑이 (Bengal tiger)나 관절염에 걸린 돼지를 치료하는데 줄기세포를 사용할 수 있는 방법을 찾고 있다. 연구자들은 또한 돌고래의 지방에 존재하는 줄기세포를 이용하여 해양동물에게서 나타나는 간질환이나 제 2형 당뇨병과 같은 질병을 치료하는데 도움이 될 수 있다는 사실을 발견했다. 켄터키 주의 렉싱턴 말병원 및 스포츠 의학센터 (Lexington Equine Surgery and Sports Medicine)의 수의학자인 웨슬리 서터 (Wesley Sutter)는 “줄기세포를 이용하지 않는 대규모 수의학 활동은 없다. 일부에서는 이 치료가 모든 것을 고친다고 주장한다”고 말했다. 많은 수의학자들은 검증되지 않은 줄기세포 치료를 이용하여 고객들을 만족시키려고 하고 있다고 캘리포니아 주립대학 데이비스 (UC Davis)의 수의학과의 도리 보리에슨 (Dori Borjesson)은 말했다. 그녀는 “수의사들은 이 치료법에 관심을 갖고 있으며 심지어 연구결과를 통해서 검증되지 않았음에도 불구하고 치료를 수행하고 있다”고 말했다.

인간에 대해서 줄기세포 치료법을 사용하는 것처럼, 대부분의 동물 치료는 뼈와 연골을 포함한 다양한 세포로 전환될 수 있는 성체줄기세포인 중간엽 줄기세포 (mesenchymal stem cells, MSCs)를 사용하고 있으며, 항염증효과와 다른 효과를 보이고 있다. MSCs는 지방과 골수에서 추출될 수 있으며 농도가 높은 형태로 만들어져 주사 가능하다.
인간에 대해서 MSCs를 사용하는 방안에 대한 식약청의 입장은 확실하다. 식약청은 이 세포가 약물로 볼 수 있으며 안전성을 증명해야 하며 특정한 조건을 제외한 치료에 사용할 수 있기 전에 효율성을 증명해야 한다. 하지만 식약청은 수의학에 대해서는 다른 규정을 적용하고 있으며 MSCs에 대한 입장은 불분명하다. 식약청은 수의학 줄기세포치료를 허가하지 않았지만 이에 대한 처벌을 하지 않고 있다. 이것은 지난 9월 식약청이 개입하면서 환자를 치료하는데 MSCs를 사용했던 텍사스 주의 슈가랜드 (Sugar Land)의 셀텍스 세라퓨틱스 (Celltex Therapeutics)와 같이 검증되지 않은 인간 줄기세포치료의 공급자에 대한 식약청의 입장과는 상당히 차이가 난다.

메릴랜드 주의 록빌 (Rockville)의 식약청의 신동물약물검증청(Office of New Animal Drug Evaluation)의 수의학 담당관인 린 박서 (Lynne Boxer)는 이러한 수의학에 대한 식약청의 애매한 입장은 우려할 만한 것이 아니라고 말했다. 그녀는 “다양한 형태의 약물처럼 항상 위험과 혜택이 존재한다. 줄기세포를 가지고 잠재적으로 질병의 감염과 종양형성의 위험이 존재한다”고 말했다. 하지만 그녀는 현재 수의학에서 이루어지고 있는 치료활동이 식약청의 규정에 어긋나는지 또는 새로운 가이드라인 초안이 이 문제를 담을 가능성이 있는지 여부에 대해서는 의견을 말하지 않았다. 이 가이드라인의 부재는 지루한 것이라고 식약청의 가이드라인을 찾는 회사들을 대표하고 있는 워싱턴 DC의 변호사인 칼 노버트 (Karl Nobert)는 말했다. 그의 우려는 단순히 직업적인 우려는 아니다: 그는 빈티의 전 소유자로 이 줄기세포 치료법은 손상된 부분에 상처 조직보다는 정상적인 힘줄섬유에 대해서 빠른 치료효과를 보였다고 말했다.

연구결과들은 일부 적용분야에서 줄기세포치료의 혜택을 지지하고 있다. 지난 2007년도에 있었던 21마리의 개를 대상으로 한 이중맹검연구에서 MSCs는 만성 골관절염의 상황을 개선했다 (Black, L. L. et al. 2007). 2010년에 있었던 연구에서는 MSCs에서 풍부한 조직의 주사를 통해서 12마리의 말이 손상된 다리 뼈를 돕게 되었다 (Fortier, L. A. et al. 2010). 그리고 수의학자들이 많이 논의했던 2012년에 있었던 연구에서는 골수에서 추출된 MSCs는 힘줄에 손상을 입은 경주마가 다시 부상을 당하지 않도록 도왔다(Godwin, E. E., Young, N. J., Dudhia, J., Beamish, I. C. & Smith, R. K. W.).

연구자들은 수의학 분야의 줄기세포 치료에 대한 많은 연구가 중요한 약점을 갖고 있다는 것을 알게 되었다: 즉, 이들 연구에서는 통제그룹이 부족했거나 맹검 평가가 부족했다. 이것은 줄기세포치료가 실제로 효과를 보였는지 여부를 알아내는데 중요하다. 2010년도 연골연구의 공동저자이면서 코넬 대학의 수의학자인 리자 포티에 (Lisa Fortier)는 “동물을 대상으로 하여 맹검 연구를 하는 것은 정말로 힘들다. 그 이유는 이 동물들의 소유자나 트레이너들이 특별히 줄기세포 치료를 찾기 때문”이라고 말했다. 통제임상연구 없이 치료된 동물과 치료되지 않은 동물들 사이의 비교는 어려운 일이다. 이 치료를 위해서 수 천 달러를 지불하는 동물의 소유자들은 엄격한 재활규정을 어기는 것보다는 재활규정을 따르게 될 가능성이 높다. 이들은 또한 말이 다시 활동하기를 원하고 치료의 효율성을 측정할 수 있는 회복기간을 빠르게 줄이기를 원한다. 동물 소유주들에 대한 플라시보 효과는 엄청날 수 있다. 보리에슨은 “내가 보기에 고양이는 고통스러워 보였지만 동물 주인은 그렇지 않았다. 이 주인은 이렇게 말했다. 우리 고양이가 정말 나았네요. 줄기세포는 정말 좋은 것 같아요”라고 말했다.

많은 수의학자들은 임상 전 실험에서 사용되는 실험쥐보다는 훨씬 인간과 생리학적으로 유사한 대동물에 대한 줄기세포 치료법 연구는 의학분야에서 강력한 모델이 될 수 있다고 생각한다. 보리에슨은 가장 맹검상태에 가까운 상태로 재발성 포도막염 (recurrent uveitis)이라고 불리는 건조한 눈의 치료에 줄기세포를 사용하거나 애완견에서 나타나는 염증성 대장질환에 대한 연구를 수행하고 있다. 그녀는 또한 인간재생의학자들과의 협력을 통해서 실험적인 치료연구에 적용하려고 하고 있다. 콜로라도 주립대학 포트 콜린스 (Colorado State University in Fort Collins)의 수의학자인 데이비드 프리스비(David Frisbie)는 의사들과 함께 동물줄기세포치료법을 인간의 관절손상에 적용하려 하고 있다.

만일 앞으로 발표될 식약청의 가이드라인이 동물줄기세포를 약물로서 고려한다면, 이러한 치료법을 사용하고자 하는 수의학자들과 생명공학기업들은 한 번에 약 500만 달러 정도의 비용이 들어가는 것으로 프리스비가 추정하는 임상실험을 수행해야 할 것이다. 하지만 노버트는 수의학적 줄기세포 기업들과 대학연구자들은 이 문제를 능률화할 수 있는 창조적인 규제허가 전략을 찾고 평가-허가 과정을 신속하게 처리할 수 있는 전략을 찾게 될 것이라고 한다. 이것은 결국 인간줄기세포 규제과정에 영향을 미칠 것이라고 말했다. 아직도 그는 세포가 형성되는 과정에 대한 과도하게 엄격한 식약청의 규정은 궁극적으로 “상업적으로 높은 비용으로 이어질 것”이라고 우려하고 있다. 빈티의 상태는 아직도 미해결상태이다. 이 말은 줄기세포를 주입받았다. 하지만 힘줄이 회복되더라도, 경주에서는 늦게 뛸 것이다. 현재 이 말은 아이들을 태우는데 쓰이고 있다.

출처: 네이처 2013년 4월 10일 (Nature 496, 148?149 (11 April 2013) doi:10.1038/496148a)
원문참조:
Black, L. L. et al. Vet. Ther. 8, 272?284 (2007).
Fortier, L. A. et al. J. Bone Joint. Surg. Am. 18, 1927?1937 (2010).
Godwin, E. E., Young, N. J., Dudhia, J., Beamish, I. C. & Smith, R. K. W. Equine Vet. J. 44, 25?32 (2012).

1개의 댓글

댓글 남기기

이메일은 공개되지 않습니다.

다음의 HTML 태그와 속성을 사용할 수 있습니다: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>