하지만 최근 이러한 대기기간을 1개월 내로 줄일 수도 있는 방안이 제시됐다. 재생 의학 기술의 획기적 발전에 따라 환자 자신의 폐 세포로 건강한 인공 폐를 만들겠다는 것.
화제의 주인공은 미국 예일대학 생체의료공학자 로라 니클라슨 박사 연구팀. 지금껏 폐는 구조가 매우 복잡해 복제가 어려운 장기로 꼽혀왔지만 연구팀은 지난 여름 쥐를 대상으로 세포 재생을 통한 신개념 폐 이식술을 실연했다.
당시 연구팀은 쥐의 몸에서 폐를 떼어낸 후 콜라겐 지지체와 각종 연결조직을 남겨둔 채 세포를 분리했다. 그리고 다른 쥐에서 폐 세포로 분화하는 성체줄기세포를 채취, 콜라겐 지지체에 주입했다.
그러자 이 폐 세포가 증식하면서 기도와 혈관을 새로 만들었고 8일간의 증식을 거쳐 다른 쥐에게 성공적으로 이식됐다. 이식된 폐가 혈액에 산소를 공급하는 능력은 건강한 정상 폐의 95%에 달할 만큼 뛰어났다.
다만 이 방법이 사람에게 적용되려면 아직 시간이 필요하다. 폐 이식에 따른 환자의 면역거부반응을 막으려면 환자 자신의 폐 세포를 이용해야 하지만 니클라슨 연구팀은 쥐 실험에서 조차 이를 구현하지 못하고 있다. 다른 세포로 성장하는 성체줄기세포 제작법에 상당한 노하우를 확보했지만 폐 세포로 분화하는 성체줄기세포의 제작은 여간 까다롭지 않은 탓이다.
니클라슨 박사는 인간의 폐 복제에 성공하려면 20년 정도가 필요할 것으로 예견한다. 그렇지만 결코 포기하지는 않을 생각이다. 쥐에게 폐를 이식하기 위해 연구를 시작한 것이 아니기 때문이다.
생존율 제고
현재 폐 이식 환자의 10년간 생존 확률은 15%에 불과하다. 자가 세포로 만든 인공 폐는 생존율을 더 높일 수 있다.
인공 폐 제작법
1단계: 폐 세포 분리
쥐에서 떼어낸 폐에 세척제(detergent)를 채워 세포를 분리한다. 남은 콜라겐 지지체는 새로운 세포의 성장 촉진을 위해 배양액에 넣어 둔다.
2단계: 기도(氣道) 형성
콜라겐 지지체에 다른 새끼 쥐에서 채취한 상피 세포를 넣어 기도를 만든다. 상피세포는 지지체에서 증식해 기관지, 세(細)기관지, 폐포가 된다. 폐포는 혈액 내 이산화탄소와 공기 속 산소를 교환하는 작은 공기주머니다.
3단계: 혈관 구성
쥐의 폐에서 채취한 내피 세포를 폐동맥 지지체에 이식한다. 이 세포들은 폐정맥, 폐동맥, 모세혈관으로 자란다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
