전 세계적으로 동물 복지에 대한 관심이 높아지면서 동물 실험의 필요성에 대한 논의가 활발히 이루어지고 있습니다. 특히, 미국과 유럽과 같은 선진국에서는 동물 실험을 대체할 수 있는 다양한 방법을 개발하고 있는데요. 이 중 오가노이드가 주목받고 있습니다.
오늘은 오가노이드의 의미와 장점 및 단점에 대해 알아보겠습니다.
오가노이드란?
오가노이드의 스펠링은 Organoid입니다. 장기를 의미하는 Organ과 유사함을 의미하는 -oid가 합쳐서 탄생한 단어입니다. 단어만 가지고 의미를 살펴보면 장기와 유사한 조직이라는 뜻이 됩니다.
즉, 오가노이드는 실험실에서 인체의 세포를 사용하여 3차원적으로 배양한 미니어처 장기로서 동물실험을 대안으로서 사용되고 있습니다.
오가노이드 만드는 방법
- 세포 수집: 오가노이드를 만들기 위해 필요한 세포는 주로 인간 또는 동물의 조직으로부터 추출됩니다. 줄기세포를 사용할 때는 이 세포들이 다양한 종류의 장기 세포로 분화될 수 있는 능력을 가지고 있어야 합니다.
- 세포 배양: 수집된 세포는 특수한 배양 배지에서 배양됩니다. 이 배지는 세포가 적절히 성장하고 분화할 수 있도록 필요한 영양소와 성장 인자를 제공합니다.
- 3D 구조 형성: 세포들은 젤리 같은 물질인 마트리젤, 콜라겐 또는 합성 폴리머와 같은 지지 매트릭스 내에 배치됩니다. 이 매트릭스는 세포들이 3차원 구조를 형성하도록 도와줍니다.
- 분화 유도: 배양 과정에서 세포들은 특정 신호를 받아 원하는 장기의 특징을 가진 세포로 분화됩니다. 이 과정은 세포가 실제 장기처럼 기능하도록 만듭니다.
오가노이드 장점
1. 질병 연구 활용
오가노이드는 인간 질병의 발생과 진행을 연구하기에 이상적인 모델을 제공합니다. 실제 인간 조직과 유사한 구조와 기능을 가지고 있기 때문에, 질병의 메커니즘을 더 정확히 이해하고 새로운 치료법을 개발하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
또한 오가노이드를 사용하면 약물의 효과와 부작용을 인간 장기에 더 가깝게 평가할 수 있습니다. 이는 동물 모델에서 얻은 데이터보다 더 정확하게 인간에서의 반응을 예측할 수 있게 합니다.
2. 동물 실험 대체
오가노이드는 동물 실험에 대한 윤리적, 실용적 대안을 제공합니다. 동물을 사용하지 않고도 인간 조직의 반응을 연구할 수 있으므로, 동물 복지와 과학 연구의 질 모두를 향상시킬 수 있습니다.
3. 개인 맞춤 치료
환자 자신의 세포로 오가노이드를 생성함으로써, 개별 환자에 맞는 치료법을 실험하고 최적화할 수 있습니다. 이는 특히 암과 같은 복잡한 질병을 대상으로 한 치료 개발에 매우 유용합니다.
오가노이드 단점
1. 구현의 한계
오가노이드는 인간의 장기와 가장 근접한 형태임에도 불구하고 실제 장기내에 존재하는 면역세포를 구현하기 힘듭니다. 따라서, 약물 반응 및 감염, 염증 반응을 구현하는데 한계가 있습니다.
2. 크기의 제한
현재의 오가노이드 배양법은 혈관을 통한 영양 공급이 아니라 배양 배지만으로 영양을 공급받기 때문에 오가노이드의 크기가 제한됩니다. 형태와 기능이 실제 장기와 유사하게 개선되려면 배양 방법을 더 발전시키고 크기를 키워야 할 필요가 있습니다. 이를 위해 바이오 프린팅 같은 새로운 기술이 배양 환경을 개선하는 대안이 될 수 있습니다
3. 윤리적 문제
오가노이드를 만들기 위해서는 실제 사람의 인체 조직이 필요합니다. 기존에는 비상업적인 목적으로 기증으로 인체 조직을 확보하여 활용하였으나, 오가노이드 방식이 활성화 됨에 따라 이러한 방식에 대한 도덕적 법적 논의가 필요합니다.
예를 들어, 강압에 의해 원치 않는 사람의 신체조직이 판매된다거나, 동의를 구하지 않은 신체조직들이 여러 곳에서 사용되는 등의 문제가 발생할 수 도 있겠죠.
마치며
오가노이드가 무엇인지 그리고 오가노이드의 장점과 단점에 대해 알아보았습니다. 도움이 되는 정보였으면 합니다. 감사합니다.