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작은 인체 유사장기 '오가노이드'(Organoid)의 활용 영역이 점차 확대되고 있다. 체내 면역의 1차 방어선 역할을 하는 편도 조직을 사용해 코로나19와 같은 신종 감염증 연구에도 활용 가능하다.

6일 관련 업계에 따르면 유종만 차의과대 의생명과학과 교수팀, 임영창 건국대 교수팀, 김미현 한국화학연구원 박사팀은 최근 공동 연구를 통해 편도 오가노이드를 활용한 코로나19 치료제 '렘데시비르'의 효능을 확인했다.지금까지 장, 간관, 폐나 뇌 등 수술 시 확보한 인체 조직에서 줄기세포를 추출해 오가노이드를 만든 사례를 뛰어넘어 편도 부위 오가노이드를 구현하고 실제 약물 평가 연구에 사용한 것이다.

이같은 오가노이드는 줄기세포를 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 '장기 유사체'다. 신체 장기의 조직에서 줄기세포를 추출해 동일 장기로 분화를 유도하거나, 3D바이오프린팅 또는 조직공학적 방법으로 주형을 만들어 세포를 주입하는 방식이 있다. 

줄기세포 분화 방식의 오가노이드는 아직까지 크기가 1cm 수준에 불과해 '미니 장기'로도 불린다. 신약 개발 및 질병 치료, 인공장기 개발 등의 목적으로 활용할 수 있어 주목받고 있다.일반적으로 신약 개발을 위한 임상시험 시 연구가 필요한 장기에 따라 마우스나 랫트, 원숭이, 돼지 등을 사용하는데 인간과 100% 조직이 일치하지 않아 어려움을 겪는다.

이때 오가노이드를 사용하면 인체 유사도가 높은 만큼 약물에 따른 반응을 기존 대비 정확하게 예측할 수 있다. 실제 환자를 대상으로 한 임상시험에 돌입해도 오가노이드를 활용한 전임상시험 결과와 큰 차이가 발생하지 않을 확률이 높다.

단, 아직까지 기술적 한계는 존재한다. 오가노이드를 활용한 시험 평가 표준이 아직 마련되지 않은데다 눈이나 심장 등 분화 구조가 복잡한 인체 장기를 동일 수준으로 구현하지는 못하고 있다. 궁극적 목표인 이식용 장기 생산은 어려운 수준이다.

오가노이드는 인체 장기와 동일한 크기로 배양·성장시키기도 어렵다. 이에 3D 바이오프린팅 기술을 통해 실제 장기 크기와 동일하게 제작하는 방법도 있으나 이러한 유사장기는 아직까지 심장과 같은 복잡한 장기는 구현하지 못하고 있다.

이러한 이유로 돼지와 같은 이종 동물에서 장기를 키워 다시 사람에게 이식하는 이종장기 기술도 개발 중이다. 그러나 이종 장기 이식의 경우 다른 종간 감염 문제와 생명 윤리적인 측면에서 제한이 있다.

국내 줄기세포 바이오기업 관계자는 "아직은 모두 초기 단계 연구를 진행하고 있기 때문에 모든 가능성을 열어놓는 것이 중요하다"며 "다른 기술 개발에 따라 오가노이드의 활용도도 새롭게 열릴 것으로 보고 있다"고 말했다.


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