미니 장기를 이용한 질병 연구 모델 - 줄기 세포 이용한 인공 장기 나올까?

(A mini-kidney (1 mm diameter) grown from a patient's stem cells. Credit: Benjamin Freedman & Joseph Bonventre labs)

 줄기 세포를 이용해서 인공 장기를 만들 수 있다면 얼마나 유용할지는 더 설명할 필요가 없을 것입니다. 간, 심장, 폐, 위, 신장같은 장기가 손상되도 이식만 해주면 그만이기 때문이죠. 물론 환자 자신의 세포를 이용한 인공 장기이기 때문에 이식 부작용이나 면역 억제제 복용은 전혀 걱정할 필요가 없습니다. 

 하지만 이런 일이 현실이 되기 위해선 아직 많은 연구가 더 필요한 상태입니다. 현재 가능한 수준은 수 mm 크기에 불과한 작은 미니 장기인 오가노이드(Organoid)를 실험실에서 만드는 수준입니다. 물론 이것도 엄청난 진보라곤 할 수 있지만, 아직 이식과는 거리가 먼 상태인 것이죠.

 그러나 이 상태에서도 여러 가지 연구에 도움이 될 가능성이 있습니다. 작은 미니 장기를 이용해서 약물 테스트를 하거나 혹은 질병의 발생 기전을 연구하는 용도로 사용할 수 있는 것이죠. 그리고 실제로 이것이 가능하다는 연구가 저널 네이처 커뮤니케이션스에 발표되었습니다. 

 워싱턴 대학의 벤자민 프리맨 교수와 그의 동료들은 줄기 세포를 이용한 미니 신장(organoid)를 만들었습니다. 더 주목할 부분은 단순한 미니 신장이 아니라 유전자를 수정해서 질병 모델을 만들었다는 것입니다. 이들은 CRISPR 이라는 방법으로 사구체신염과 다낭성 신장(polycystic kidney)를 만드는데 관여하는 유전자를 조작했습니다.

 이렇게 만들어진 질병 모델은 실제 다낭성 신장이 있는 것처럼 큰 낭포를 만들지는 못했지만, (미니 신장의 크기를 생각하면 당연한 이야기) 세포 수준에서  실제 질병과 유사한 변화를 보였습니다. 이는 질병 연구와 약물반응을 연구하는 생체 모델로 앞으로 여러 응용이 기대됩니다. 물론 역으로 같은 방식으로 유전자를 조작해서 건강한 장기를 만들수도 있습니다. 

 실제로 이식이 가능한 장기를 줄기세포로 만들기까지는 많은 난관이 기다리고 있습니다. 그것이 언제 가능할지는 알수 없지만, 언젠가는 현실이 되리라 기대합니다. 

 참고 

http://medicalxpress.com/news/2015-10-mini-kidney-organoids-re-create-disease-lab.html