(An illustration of the microfluidic channels, containing human B and T cells (pink and green) in the bottom section. Credit: Wyss Institute at Harvard University)
(The B and T cells formed clumps that resembled lymphoid follicles when nutrients flowed through the circuit (left), but not under static conditions (right). Credit: Wyss Institute at Harvard University)
하버드 대학 와이스 연구소 (Wyss Institute at Harvard University)의 연구팀이 실제 면역 시스템의 환경을 모방한 미세유체 칩 (microfluidic chip) 을 개발했습니다. 흔칩 위의 시스템 SoC 에 빗대어 칩 위의 장기 Organ on a chip으로 불리는 미세유체 칩은 단순한 배양액이 아니라 실제 조직처럼 용액이 흐르는 시스템과 조직 세포로 구성돼 있습니다.
인체 장기와 조직은 용액 속에 담긴 세포가 아니라 계속해서 조금씩 흐르면서 물질을 교환하는 유기적인 시스템입니다. 이에 착안해 세포를 미세하게 흐르는 칩 내부에 배양해 실제 조직과 유사한 형태와 기능을 지니게 한 것이 미세유체 칩입니다.
연구팀은 B 세포와 T 세포를 배양해 면역 시스템의 기본 조직인 림프 소절 (lymphoid follicle)과 유사한 미세유체 칩 시스템을 만들었습니다. 림프 소절은 B 세포와 T 세포를 다수 지닌 조직으로 림프절이나 인체의 다른 조직에서 흔하게 볼 수 있는 조직이지만, 그냥 용액에서 배양하기만 해서는 그 구조와 기능을 재현할 수 없습니다.
연구팀이 개발한 미세유체 칩 림프 소절은 여러 가지 면에서 실제 림프 소절과 비슷한 반응을 보입니다. 예를 들어 림프 소절이 만성 염증에 반응하는 CXCL13이라는 물질을 분비하거나 B 세포를 특정한 항원에 활성화시키는 activation-induced cytidine deaminase (AID)라는 물질을 분비해 실제 면역 시스템과 비슷한 반응을 보입니다. 그리고 B세포가 분화해 특정 항원을 분비하는 플라스마 세포 (Plasam cell)로 분화했습니다.
연구팀은 한 걸음 더 나아가 H5N1 인플루엔자 대한 백신을 주입해 미세유체 칩 림프 소절이 백신에 어떻게 반응하는지도 확인했습니다. 놀랍게도 이 림프 소절은 인플루엔자에 대한 항체는 물론 사이토카인까지 정확히 생산했습니다. 연구팀은 이 기술이 바이러스나 세균 같은 병원체에 대한 면역 반응을 실험실 환경에서 조사하고 백신의 효과를 테스트하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있습니다.
참고
https://newatlas.com/medical/immune-system-on-chip-vaccine-development/
댓글
댓글 쓰기