뛰고 있는 심장 세포를 얼렸다가 다시 복원하다.

(Illustration of isochoric chamber that supercools heart tissue to subfreezing temperatures without ice formation. Credit: Anthony Consiglio, UC Berkeley)

(Microscope images show that the integrity and alignment of the sarcomeres, or muscle filaments, in engineered human heart tissue were preserved after isochoric supercooled preservation. Credit: Matt Powell-Palm, UC Berkeley)

SF 소설이나 영화의 흔한 소재 중 하나인 냉동 인간은 적어도 현재까지는 실현 불가능한 이야기입니다. 이미 죽은 사람을 냉동하는 경우가 아니라 살아 있는 생명체를 냉동하는 경우에도 결국 냉동 과정에서 세포가 파괴되기 때문입니다. 냉동 인간처럼 현실적이지 않은 목표에 대해서 진지하게 연구하는 과학자들은 많지 않겠지만, 세포를 살아 있는 상태로 냉동 보존하는 연구에 대해서는 많은 연구자들이 도전하고 있습니다. 여기에는 여러 가지 가능성이 있기 때문입니다.

예를 들어 장기를 살아 있는 상태로 냉동 보존했다가 다시 살려낼 수 있다면 장기 이식 분야에서 획기적인 사건이 될 것입니다. 장기 보존과 장거리 수송이 가능해지는 만큼 지구 반대편에서도 이식 장기를 구할 수 있고 귀한 이식 장기가 이송 및 보관 중 손상되는 것을 막을 수 있기 때문입니다.

캘리포니아 대학의 보리스 루빈스키 (Boris Rubinsky at the University of California, Berkeley)는 등적 (등체적, isochoric) 과냉각 (supercooling)이라는 방식을 연구해왔습니다. 살아 있는 세포를 냉각할 때 생기는 가장 큰 문제는 세포를 파괴시키는 얼음 결정이 생기는 것입니다. 냉각 과정에서 부피 변화를 없애면 얼음 결정 생성을 방해할 수 있습니다. 문제는 약한 세포와 조직에 큰 압력 없이 등적 과냉각을 유도하는 방식입니다.

연구팀은 액체에 줄기 세포로 만든 사람 심장 조직을 넣고 등적 과냉각을 유도해 영하 3도에서 냉각시켰습니다. 이를 24, 48, 72시간 후 다시 37도로 온도를 높인 결과 60-85%에서 정상적인 수축이 다시 관찰됐습니다. 아직 장기를 냉동 보존하는 수준까지는 한참 멀었지만, 조금씩 진전을 이뤄낸 것입니다.

현재는 장기 냉동 보존이 가능한 것은 난자나 정자 같은 일부 세포에 불과합니다. 조직이나 장기의 장기 냉동 보존은 현재 기술로는 불가능하지만, 과학자들은 돌파구를 찾고 있습니다. 언젠가는 장기 뿐 아니라 진짜 냉동 인간도 가능해질지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/medical/beating-heart-tissue-supercooled-revived-first-time/

https://www.nature.com/articles/s42003-021-02650-9

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통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

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150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

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