태아와 모체의 자궁벽을 연결해 영양을 공급하고, 노폐물을 배출하는 등 중요한 기능을 담당하는 기관이 태반이다.
태반은 태아의 생존과 성장에 있어 없어서는 안 될 중요한 기관이며, 최근 과학자들은 태반 내에서 코로나19를 유발하는 신종 바이러스 감염을 차단하고 있는 세포를 발견했다.
3일 ‘라이브 사이언스’는 미국 보스턴 메디컬센터의 맥스웰 핀란드 전염병연구소(Maxwell Finland Laboratory for Infectious Diseases) 연구진이 임신 9주가 지난 태반에서 어머니로터의 신종 바이러스를 차단하고 있는 세포조직을 발견했다고 보도했다.
감염된 산모에게서 건강한 아기 출산
최근 수개월간 세계 여러 곳에서 임산부 자궁에 코로나19 바이러스가 감염됐다는 사실이 보고되고 있다.
지난주 미국 사우스웨스턴 텍사스주립대 의대 소아과 연구팀은 임신 34주 차에 출산한 여성 태아에서 바이러스 감염 사실을 확인했다는 보고서를 발표한 바 있다. 그러나 태아 세포조직 이 바이러스 침투를 차단하고 있다는 내용의 연구 보고서는 이번이 처음이다.
맥스웰 핀란드 전염병연구소 연구 결과에 따르면 일부 임산부의 경우 태아감염의 증상이 나타나지 않은 상황에서 신종 바이러스가 침투한 것으로 확인됐다.
그러나 태반 내 세포조직들이 이를 바이러스 침투를 강력히 방어하고 있었다. 연구팀이 수행한 데이터 분석에 의하면 바이러스가 감염된 상황에서 어머니로부터 아기에게 바이러스가 감염될 확률은 5% 미만인 것으로 나타났다.
이 같은 연구 결과는 향후 코로나19 치료에 있어 면역기능을 강화하기 위해 태반을 활용할 수 있음을 말해주는 것이다.
실제로 맥스웰 핀란드 전염병연구소 연구진은 태반 세포조직을 활용할 경우 강력한 치료제 개발이 가능하다고 보고, 신종 바이러스 감염을 차단하고 진단과 치료를 병행해나가는 방안을 찾고 있는 중이다.
신생아 연구 학자인 엘리사 와치만(Elisha Wachman) 교수는 “최근 태반을 통한 연구 결과를 통해 다양한 유형의 바이러스 감염으로부터 아기가 보호받고 있다는 사실이 확인되고 있으며, 이를 활용할 경우 새로운 치료제 개발이 가능할 것”으로 내다봤다.
연구 논문은 최근 논문 정보 사이트 ‘사이언스다이렉트(Sciencedirect)’에 ‘Consistent localization of SARS-CoV-2 spike glycoprotein and ACE2 over TMPRSS2 predominance in placental villi of 15 COVID-19 positive maternal-fetal dyads’이란 제목으로 게재됐다.
세포 표면에서 강력한 면역 기능 작동해
연구팀은 그동안 코로나19에 감염된 임산부를 대상으로 태반 세포조직에서 어떤 반응을 보이는지 관찰해왔다.
15명의 산모를 대상으로 태반 세포조직을 분석한 결과 모체로부터 태아에 바이러스가 감염돼 있는지를 나타내는 태아감염 여부에 관계없이 분석 대상인 태반 모두 코로나19 바이러스가 침투해 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
그러나 모든 태아에게 있어 태아감염 증상이 나타나지 않고 있었다.
연구팀은 신종 바이러스에 감염된 태반이 폐와 작은창자, 큰창자 등의 장기와 유사한 면역반응을 보이고 있지만 다른 장기들과 달리 독특한 유형의 면역기능을 수행하고 있다고 판단했다.
그리고 태반 세포조직을 분석한 결과 세포 표면에서 ‘TMPRSS2’와 ‘ACE2’ 단백질을 다수 발견했다.
‘TMPRSS2’는 신종 바이러스 감염에 있어 연결고리가 되는 스파이크 단백질을 활성화하는 역할을 하는 분해 효소이며, ‘ACE2’는 바이러스를 세포 내 수용하는 수용체를 말한다. 그러나 바이러스에 대한 반응에 있어 다른 장기 조직세포들과 큰 차이를 보이고 있었다.
연구팀은 신종 바이러스와 인체 세포 간의 연결고리가 되는 스파이크 단백질과 ACE2 수용체가 태반 표면 돌기 모양의 합포체성영양세포막 층(syncytiotrophoblast layer)에 집중적으로 위치해 있었다고 말했다.
합포체성영양세포막층은 태반 융모의 표면을 뒤덮고 있는 영양막상피 외층의 세포층을 말한다. 세포의 경계가 없고 많은 세포의 합체에 의해서 생긴 다핵세포로 구성돼 산모와 태아 간의 상호 교류 통로가 되는 곳이다.
연구팀은 이 부위에서 코로나19에 대한 태반의 강력한 면역기능이 작동하고 있다고 판단하고 메커니즘 분석을 통해 향후 코로나19에 대처할 수 있는 방역 및 치료 방식을 마련할 수 있을 것으로 보고 있다.
연구팀은 기존 세포와 태반 세포조직 사이에 코로나19로 인한 태아감염 증세를 일으키지 않는 원인이 있다고 보고 그 메커니즘을 추적하고 있는 중이다.
맥스웰 핀란드 전염병연구소의 연구는 현재 미 국립보건원(NIH), 보스턴 대학과 ‘Translational Science Institute COVID-19 Pilot Grant Program’ 등의 지원을 받고 있다.