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암의 성장과 전이, 알츠하이머와 같은 질병 현상 및 뇌, 간, 혈관 등 복잡한 생체기관의 3차원 구조를 그대로 모사하는 세포배양기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
특정 질병이 발생하고 악화되는 과정이나 생체기관의 복잡한 현상을 손톱만한 크기의 소자 안에서 그대로 재현할 수 있게 된 것이다.
교육과학기술부에 따르면 고려대 기계공학부 정석 교수[사진] 연구팀이 미세유체기술을 이용해 콜라겐 등 세포외기질을 고정한 후 다양한 세포를 3차원으로 배양하는 새로운 형태의 3차원 세포배양기술을 개발했다.
지금까지 신약을 개발하거나 세포를 분석하기 위해서는 세포를 세포배양접시에 2차원으로 배양한 후 평가하고자 하는 신약을 세포에 넣고 그 반응을 관찰하면서 효과를 측정해왔다.
그러나 2차원으로 배양된 세포 반응은 3차원으로 구성된 실제 생물체 반응과는 차이가 커 추가로 동물실험을 해야 하는 등 많은 시간과 경비가 소요됐다.
이에 따라 전 세계 연구자들은 실제 생물체 반응을 정확하게 재현하기 위해 3차원 세포배양기술을 개발하고자 지속적으로 연구해왔다.
이러한 상황에서 정석 교수 연구팀은 미세유체기술을 이용해 콜라겐 등 세포외기질을 고정한 후 다양한 세포를 3차원으로 배양하는 기술을 개발해냈다.
연구팀은 이 기술을 활용, △혈관이 암세포를 향해 자라는 현상 △백혈구가 염증에 반응해 혈관을 뚫고 나가는 현상 △간세포 조직이 혈관의 성장을 유도하는 현상 등 다양한 인체현상을 가로세로 3cm 크기의 작은 소자 속에 정밀하게 재현ㆍ관찰했다.
이 기술을 이용하면 △암치료제 △혈관신생억제제 △암전이 방지제 등 다양한 신약 효과를 직접 측정할 수 있으며 2차원 세포배양기술보다 실제 인체에 미치는 효과를 더욱 정확하게 평가할 수 있다.
교과부는 “이 기술은 암전이 전 과정을 단계별로 모사할 수 있는 등 기존 동물실험이나 기술로 관찰하고 해결하기 어려웠던 다양한 현상을 분석할 수 있는 장점이 있다”며 “신약개발 실패를 줄임으로써 천문학적인 비용과 시간을 절약할 수 있게 된다”고 강조했다.
이와 관련, 정석 교수는 “우리 연구팀은 이번 논문에 3차원 세포배양기술의 구체적인 실험 방법을 모두 공개, 더 많은 연구자들이 이 기술을 자유롭게 활용하도록 한 점에 큰 의미를 부여한다”면서 “이 기술을 단초로 우리나라 바이오산업에 획기적인 발전을 기대한다”고 연구 의의를 밝혔다. |
