현재 오가노이드기술로 만든 유사인공장기들중 가장 완성도가 높게 만들수 있는 장기는 무엇이 있나요?

Question

현재 바이오 오가노이드기술로 만든 유사인공장기연구가 활발한데요

그렇다면 현재 이기술로 가장 완도가 높게 만들수 있는 장기와 가장 완성도가 떨어지는 장기는 어디인가요?

Answer 1

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

현재 이 기술로 가장 완성도가 높게 만들어진 장기는 주로 인공 피부, 인공 신경망, 인공 근육 등이 있습니다. 이러한 장기들은 생체 내에서의 기능을 모방하거나 보완하기 위해 개발되었고, 이미 다양한 응용 분야에서 활용되고 있습니다.

반면에 가장 완성도가 낮게 만들어진 장기는 아직까지도 연구가 진행 중인 단계인 경우가 많습니다. 예를 들어, 인공 심장이나 인공 신장과 같은 복잡한 장기는 아직까지 완전히 개발되지 않았거나 실험 단계에 머물고 있는 경우가 많습니다

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

현재는 뇌 오가노이드가 엔드유저가 가장 많은상태이고, 그 다음으로는 간이나 위, 장 오가노이드들이 활용되고 있습니다.
장기 전체는 아니지만 장기의 일부분을 구성하는 용도로 사용되고 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

줄기세포를 시험관에서 키워 사람의 장기 구조와 같은 조직을 구현한 것으로 "장기 유사체"라고도 한다.

크기는 수백 마이크로미터(㎛: 1㎛=100만분의 1m)에서 최대 1㎜로 다양하다. 인체 장기의 구조와 기능을 재현할 수 있다. 인공장기를 만들거나 신약으로 개발할 수 있다. 항암제 등 새로운 약물을 개발할 때 동물실험이나 사람 임상에 앞서 약물효능 평가에 쓸 수도 있다.

한스 클레버 네덜란드 후브레히트연구소 교수팀이 2009년 성체 줄기세포로 장관 오가노이드를 만든 것이 시작이다. 이후 심장 위 간 피부 뇌 등을 축소한 오가노이드가 개발됐다.

2019년에는 미국 캘리포니아대 연구진이 미니 뇌를 개발하는 데 성공하면서 오가노이드에 대한 관심이 부쩍 많아졌다.

오가노이드는 줄기세포 치료제 등 기존 재생 치료제의 한계를 뛰어넘을 차세대 기술로 꼽힌다. 조직 재생을 통해 질환을 치료한다는 점에서는 줄기세포 치료제와 비슷하다. 차별점은 세포 구조다. 오가노이드는 특정 장기와 비슷한 다세포로 구성된 조직이다. 단일 세포인 줄기세포에 비해 재생 능력과 정착 능력이 훨씬 뛰어난 이유다. 그만큼 치료 효과와 속도가 빠르다.

하지만 아직은 초기 단계나 마찬가지다. 기존 연구방법론으로 극복해야 할 기술적 한계가 한두 가지가 아니다. 기존 오가노이드 배양기술은 매트리젤의 약점, 고가의 배양액 같은 요인 때문에 상용화에 어려움을 겪고 있다. 오가노이드 지지체로 흔히 사용되는 단백질인 매트리젤은 비싼 데다 의약품 생산에는 사용할 수 없다.

오가노이드사이언스의 경쟁력은 크게 두 가지다. 첫째는 3차원(3D) 프린팅 등을 주로 활용하는 경쟁사들과 달리 성체줄기세포를 쓴다는 점이다. 장 신장 등 특정 장기를 만드는 능력을 가진 성체줄기세포를 활용하기 때문에 장기를 만들기가 용이하다. 유 대표는 “장 샘 간 등의 장기에 대한 오가노이드 제작 기술을 확보했다”고 말했다.

둘째는 인체에 쓸 수 있는 오가노이드 생산 기술이다. 대개 실험용 오가노이드는 종양 위험이나 효능 등을 제대로 검증하지 않는다. 이렇다 보니 인체에 곧바로 적용하기 어렵다. 이 회사의 기술이 주목받는 배경이다.

인체에 쓸 수 있는 오가노이드 제작 기술을 갖춘 곳은 세계적으로 손에 꼽힌다. 일본 도쿄의대 와타나베 마모루 교수, 미국 신시내티대의 제임스 웰스 교수 등이다. 지금까지 장 오가노이드를 사람 치료에 쓰겠다는 계획을 밝힌 과학자는 이들이 전부다. 미국 유럽 등에서 진행 중인 오가노이드 임상은 대다수가 치료제 개발 임상이 아니다. 오가노이드 자체가 유효한지를 동물실험으로 확인하는 비임상 수준에 그치고 있다.