기초연·가톨릭 의대, 미니 장기 ‘오가노이드’ 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 복합적인 심장 미세환경을 체외에서 구현한 심장 오가노이드 제작·배양 기술을 개발했다.

기초과학연구원(IBS)은 나노의학 연구단 조승우 연구위원 연구팀이 가톨릭대학교 의과대학 박훈준 교수 연구팀과 심장 미세환경까지 구현한 미니 장기 ‘오가노이드’를 개발했다고 25일 밝혔다.

오가노이드는 줄기세포와 조직공학 기술을 통해 인공적으로 만든 장기유사체로, 신약 유효성·안전성 평가 등 다양한 활용이 가능해 전 세계적으로 주목받고 있다.

다양한 심장 구성 세포로 이뤄진 심장 오가노이드는 심장의 3차원 구조와 생리적 기능을 구현해 2차원으로 배양된 기존 세포 모델보다 우수한 점이 많다.

하지만 아직 개체 간 크기·기능의 편차가 크며 분화도·성숙도·기능성 등이 실제 심장 수준에 미치지 못한다. 이는 약물 평가의 정확도를 떨어뜨리고 이식후 조직 재생 효과를 보장할 수 없어 실질적인 응용에 어려움이 있었다.

이에 연구팀은 심장의 물리적·생화학적 미세환경을 오가노이드에 구현해 기존 오가노이드의 한계를 효과적으로 개선했다.

연구팀은 장기 맞춤형 조직공학 기술을 개발해 새로운 형태의 심장 오가노이드를 제작했다. 또 장 내 혈류가 흐르며 산소와 영양분이 공급되는 동적 미세흐름을 구현하고자 미세유체 칩을 활용한 동적 배양법을 개발했다.

이어 제작된 오가노이드의 응용 가능성을 검증했다. 오가노이드를 활용해 심장 섬유증, 긴 QT 간격 증후군 등 심장질환 모델 제작에도 성공했다.

이 밖에도 심근경색을 유발한 쥐에 심장 오가노이드를 이식해 심장 재생치료 가능성을 확인했다.

조승우 위원은 “이번 연구의 오가노이드는 향후 체외 모델 플랫폼으로써 신약 개발의 효율성을 높이고 심장 조직을 근본적으로 재건하는 재생치료제로 활용 가능할 것으로 보인다”며 “조직공학 기술은 다른 장기 오가노이드에도 접목해 추후 바이오산업 및 임상 치료에 적용될 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스' 온라인에 지난달 22일 게재됐다.

memory4444444@news1.kr