토론토大 인공심장·간세포 개발… 인체 안전성 시험 활용

신약이 개발돼 일반인에게 선보이기까지는 짧게는 7~8년, 길게는 20년 이상 걸린다. 신약개발 기간 중 가장 오래 걸리는 것은 사람을 대상으로 한 임상시험 기간이다. 최근 캐나다 연구진이 이런 임상시험 기간을 크게 줄일 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.

●실제 세포와 결합해 정상 작동

토론토대 화학공학과 밀리카 래디식 교수팀과 토론토의대 공동연구진은 생분해성 고분자물질을 이용해 사람의 심장세포, 간세포와 똑같은 기능을 하는 인공세포를 만드는 데 성공해 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 7일자에 발표했다. 이번 연구에는 한국 출신으로 토론토대 화학과 박사과정에 있는 김지혜씨도 참여했다.

하나의 칩으로 실험실에서 하는 실험을 할 수 있게 한 바이오 칩을 ‘랩 온 어 칩’이라고 부른다. 이번에 연구진이 만든 것은 인공세포칩 하나로 생체 반응 실험을 할 수 있게 됐다고 해서 ‘오건 온 어 칩’ 기술이라고 평가받고 있다.

연구팀은 생체 적합성을 가진 ‘POMaC’이라는 고분자를 얇게 펴 여러 겹으로 만들고 50~100마이크로미터(㎛·100만분의1m) 간격으로 구멍을 만들어 실제 심장이나 간 조직에 있는 모세혈관까지 흉내 냈다. 이렇게 만든 인공세포를 배양액이 담긴 실험접시에 실제세포와 함께 놔두자 인공세포와 실제세포가 결합해 하나의 정상적인 세포처럼 작동하는 것이 확인됐다.

●손상된 심장·간 부분 교체도 이용

‘앤지오 칩’이라는 이름이 붙은 인공세포는 신약의 안전성과 독성을 측정하는 데 이용되거나 손상된 심장이나 간 같은 장기를 부분적으로 교체하는 데 이용될 것으로 연구진은 보고 있다. 신약이 만들어진 뒤 동물실험과 사람을 대상으로 하는 임상시험에서 가장 주목하는 부분이 사람의 엔진이라고 할 수 있는 심장과 독성물질을 해독하는 간이다. 연구진이 인공심장과 간 세포를 만든 것도 이 때문이다.

래디식 교수는 “그동안 조직공학에서 풀리지 않던 수많은 문제를 해결해 줄 수 있을 것”이라며 “손상된 신체 장기에 이식하기 위해서는 인체 거부반응과 환자 맞춤형 세포개발이라는 문제를 해결해야 한다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr