연구팀이 생산한 신장 오가노이드. 김동성 교수 제공한국연구재단은 포스텍 김동성 교수팀과 울산과학기술원(UNIST) 박태은 교수팀이 오가노이드를 균일하게 대량 생산할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 19일 밝혔다.
오가노이드(organoid)는 인체 유래 세포를 배양해 인위적으로 만들어낸 유사 장기로, 신약 개발 단계에서 필수적인 동물 실험을 대체할 시험법으로 주목받고 있다. 다만 비균질성과 낮은 재현성으로 인해 대량생산이 어려워 실제 임상시험에 활용하는 데 어려움이 있었다.
연구팀은 머리카락 굵기의 200분의 1 수준인 수백 ㎚(나노미터·100만분의 1㎜) 지름의 나노 섬유로 3차원 멤브레인(얇은 고분자 막)을 통해 오가노이드를 대량 생산할 수 있는 플랫폼을 구현했다.
연구팀은 멤브레인이 오가노이드를 구조적으로 제약하는 역할을 해 크기가 균일하게 형성되도록 하며, 투과성이 높아 배양 과정에서 영양분이 효율적으로 전달돼 오가노이드의 성숙도를 높일 수 있다고 설명했다.
연구팀은 개발한 플랫폼을 이용해 인간 유도만능줄기세포로부터 인간의 신장과 유사한 구조와 혈관이 형성된 신장 오가노이드를 일관된 품질로 생산하는 데 성공했다.
이어 신장 오가노이드에 다낭성 신장 질환을 유발, 질병 모델링과 약물 평가 가능성을 확인했다.
김동성 교수는 "오가노이드 품질 확보와 대량 생산 문제를 해결함으로써 임상·제약 산업에서 활용성을 높일 수 있을 것"이라고 기대했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications) 지난달 31일 자 온라인판에 실렸다.