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바이오산업의 차세대 핵심 기술
오가노이드(Organoid) 




바이오 WIKI는 최근 바이오산업의 이슈나 <바이오세이프티> 웹진의 핵심 기사를 이해하는 데 도움을 줄 수 있는 사전 풀이형 정리 기사입니다. 이번호는 바이오산업의 차세대 핵심 기술 중 하나이자 재생 의학의 미래로 꼽히는 오가노이드에 대해 알아보겠습니다. 

기술의 발전이 인간의 삶에 많은 변화를 줄 수 있다는 사실이 구체적인 형상으로 현실화되면서, 생명공학이 많은 사람들의 관심사로 자리매김하고 있다. 유전자교정, 유전자가위 등 관련 용어들이 신문, 뉴스는 물론 다양한 매체와 SNS에 자주 노출되기 시작했고, 생명공학에 관심을 갖고 따로 공부까지 하는 국민들도 늘어나고 있다. 오가노이드 또한 여러 매체와 사람들의 입에 오르내리기 시작한 생명공학 기술로, 재생의학의 미래라는 타이틀과 함께 많은 이들의 기대를 모으고 있다. 이번호에서는 오가노이드가 무엇이며, 우리에게 어떤 도움이 될지 알아보도록 한다.

오가노이드란?  

오가노이드는 세포(배아줄기세포, 성체줄기세포, 유도만능줄기세포 등)를 3차원으로 배양 또는 재조합해 형성된 세포 집합체이다. 인체 조직과 유사한 구조를 지녀 장기유사체라고도 불리는데, 이름 그대로 우리 몸속 장기의 구조와 기능을 재현해 낸 것이 특징이다. 오가노이드는 몇 차례의 증식만 가능한 일반 세포와 달리 특정 조건에서 다른 세포로 분화할 수 있는 줄기세포를 기반으로 개발됐다. 줄기세포는 끊임없이 반복, 분열해 신체에 필요한 세포를 생성해 내는데, 이러한 생체의 특성에 인위적인 기술을 더해 특정 장기와 동일한 성질의 오가노이드를 만들어 낸다. 이렇게 만들어진 오가노이드는 해당 장기의 연구(질병 매커니즘 및 신약개발)가 가능하다. 지난 2009년 네덜란드에서 생쥐의 줄기세포를 바탕으로 내장 형태의 오가노이드를 만든 것을 시작으로, 지금은 심장, 위, 간, 신장, 췌장 등 다양한 신체 장기의 오가노이드가 제작, 연구되고 있다.


오가노이드 어떻게 만들어지나?

오가노이드에 주목해야 하는 이유와 전망

오가노이드의 장점은 분명하다. 인체의 생리 활성을 유사하게 재현할 수 있다는 점이다. 오가노이드로 구축된 세포는 생체 내 실제 기관처럼 서로 뭉쳐 그룹을 이루어 인체 기관이 갖는 배설, 여과, 수축, 신경 활동 등을 반복 재현할 수 있다. 가령 대뇌 오가노이드는 외부 자극에 반응해 감각을 경험할 수 있고, 장 오가노이드는 장내 영양소의 수송이나 약물 흡수 등 실제 장의 역할과 같은 기능이 가능하다. 위, 간, 신장, 췌장 등 다양한 오가노이드를 활용해 신체 장기에 대한 연구가 가능하다는 점에서 오가노이드를 재생의학의 미래라고 보는 시선도 존재한다. 맞춤 치료의 길도 열렸다는 평이다. 환자의 장기유사체를 활용, 환자 맞춤형 의약 연구를 진행할 수 있다. 무한한 증식 배양이 가능하다는 점에서 적합한 치료 방법 발굴을 위한 다양한 약물 시험을 반복적으로 수행할 수도 있다. 또한 기존 신약개발 시 이용되던 동물실험을 대체할 수 있다는 장점도 있어 윤리적 문제나 동물실험에서 걸러내지 못한 인체 부작용과 같은 한계점도 극복할 것으로 기대된다. 


물론, 아직 가야 할 길이 멀다. 현재의 오가노이드는 작은 크기와 단순한 구조를 지니고 있어 인간의 장기를 대체할 수는 없다. 또한 오가노이드는 실제 생체 환경에 노출된 것이 아닌 미성숙한 상태이기 때문에 인체의 혈관(혈류)이나 신경 등 주변 환경에 영향을 받을 수도 있다는 점과 제작에 배아줄기세포가 활용될 경우에 따르는 윤리적 지적도 무시할 수 없다.

 

그러나 기술의 발전으로 조직 확보가 어려운 신체의 오가노이드 제작도 발전의 가능성을 보이고 있고, 장기의 크기와 기능에 근접한 오가노이드도 등장하는 추세이다. 이러한 점들을 바탕으로 질병의 원인 분석과 신약개발, 재생 치료에서 비약적인 발전을 거듭하고 있는 오가노이드가 향후 어떤 성과까지 이루어 낼지 귀추가 주목된다. 


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