“환자의 암 조직을 칩에 키우거나(Organ-on-a-chip) 줄기세포로 조직을 만드는 오르가노이드를 만들어 먼저 항암치료를 하면 더 효율이 높은 치료법을 찾을 수 있습니다.”
정석 고려대 기계공학과 교수는 지난 20일 서울 용산 블루스퀘어에서 열린 카오스재단의 미래과학 특강과 서울경제신문과의 추가 인터뷰에서 “오르간온어칩이나 오르가노이드를 이용하면 부작용이 적고 효과는 높은 치료법을 찾아낼 수 있다”며 “이런 것도 일종의 아바타라고 부를 수 있을 것”이라고 말했다.
정 교수는 칩 위에 세포를 3차원으로 배양해 원하는 장기나 조직의 형태와 기능을 모사하는 기술과 줄기세포를 이용해 작은 크기의 미니 조직을 만드는 기술을 연구하고 있다. 예를 들어 폐세포를 이용하거나 피부세포에서 역분화줄기세포(성숙한 체세포를 조작해 배아줄기세포와 유사한 미분화 상태로 되돌린 세포)를 만들어 소위 ‘폐 아바타’를 만들면 담배를 피우게 해 흡연의 영향을 증명할 수도 있고 뇌의 아바타를 만든 후 지카바이러스에 감염시켜 머리가 작아지는지 확인해볼 수도 있다는 것이 그의 설명이다.
정 교수는 “실험도 효과적으로 할 수 있고 과학자들이 현재 동물을 이용해 실험하는 과정에서 비용이 많이 들고 사람과 특징이 다른 점, 동물에게 고통을 가하는 데 따른 윤리적 문제 등을 피해갈 수 있다”고 강조했다. 이어 “연구자들이 사람의 세포를 접시에 배양한 후 다양한 약물에 노출시켜 분석할 때 우리 몸의 세포가 3차원 공간에서 다양한 주변 환경으로 인해 3차원 구조를 만드는 것에 비해 전혀 다른 반응을 보이는 문제도 해결할 수 있다”고 덧붙였다.
미국에서는 오르간온어칩 방식으로 폐나 혈관, 뇌 신경관 등에 대한 연구와 산업화가 상당히 진전되고 있다. 국내에서도 남도현·박웅양 삼성서울병원 교수가 ‘아바타 쥐’와 세포를 이용한 ‘아바타 스캔시스템’을 개발해 실제로 환자에게 적용하고 있다고 정 교수는 설명했다.
그는 “뇌·폐·심장 등 각 조직의 기능과 질병의 특징을 그대로 가지고 있는 칩이나 오르가노이드를 조직별로 만드는 실험이 국내외에서 활발히 진행되고 있으며 이 중 피부 아바타는 이미 상용화됐다”고 말했다. 정 교수 역시 2005년 미국 매사추세츠공과대(MIT) 박사후연구원 시절 로저 캄 교수실에서 처음으로 세포와 생물학을 접한 뒤 관련 연구를 계속해왔다. 그는 “인체 조직과 장기의 구조·형태·기능을 모사하고 이를 다른 과학자들이 쉽게 활용하도록 하는 것이 제 임무”라며 “사람의 장기나 조직, 고유 질병의 특징을 보다 고도화한 단계로 구현하는 칩을 만들어 그 사람의 고유 아바타로 구현하는 것이 목표”라고 말했다. 정 교수는 서울대 기계공학과 대학원 재학 중 디지탈바이오테크놀러지 설립에 참여해 미세유체소자 생산을 담당하며 코스닥 상장에 기여했고 올해 인텍바이오를 설립해 최고기술책임자(CTO)를 맡고 있다. 염재호 고려대 총장이 설립한 고려대 개척마을 촌장도 맡아 학생들의 창업 아이디어를 구체화하는 데 도움을 주고 있다. /고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
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