서울--(뉴스와이어)--강스템바이오텍(대표 나종천)이 오가노이드 기술을 기반으로 한 이식재 개발에 박차를 가할 전망이다. 최근 서울대학교 강경선 교수 연구팀은 나노 산화 그래핀을 이용한 스캐폴드 가교기술을 개발, 기존 생체 스캐폴드의 한계점인 이식 후 빠른 생분해와 염증발생 문제를 극복했다. 이에 본 기술을 향후 활용할 시 기존에 확보한 앱타머 기반 인공장기 제조 기술과 함께 강스템바이오텍의 차세대 파이프라인인 오가노이드 기반 이식재 및 인공장기 개발에 시너지 효과를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.

전 세계적으로 장기부족 현상이 일어나면서 인공장기, 오가노이드 등이 대안으로 제시되고 있지만 정교하고 미세한 인체장기 구조를 구현하는 데 어려움이 있는 실정이다. 이에 최근 동물 장기에서 세포를 모두 제거한 탈세포 스캐폴드에 사람의 세포를 주입하는 재세포화 기술이 주목받고 있다. 탈세포 스캐폴드를 활용하면 기존 장기의 미세구조와 생화학적 특성을 최대한 보존할 수 있기 때문인데, 생체에 이식 시 약한 물성으로 인해 쉽게 생분해되고 분해된 물질이 염증을 유발한다는 한계가 있었다.

연구팀은 이러한 문제점을 해결하기 위해 나노 산화 그래핀을 펩타이드 결합을 통해 탈세포 스캐폴드에 가교결합시켜 물성 강화 및 면역원성이 감소된 생체 스캐폴드를 제작했다. 또한 나노 산화 그래핀이 생체 내 효소의 활성을 저해하고 항염증 효과를 통해 스캐폴드를 보호함을 규명했다. 기존 스캐폴드의 경우 1~2주면 모두 소실되고 염증이 발생했으나 연구팀이 개발한 스캐폴드는 생체 이식 약 60일 이후에도 다량 안정적으로 유지됨을 밝힌 것이다.

나노 산화 그래핀 가교 스캐폴드 이식 시 생존능이 높으면서 생체 내 기능성, 재생능이 향상된 생체 모사 인공 간 제작기술 또한 개발됐다. 해당 인공 간은 실제 마우스 간과 유사한 구조임이 확인됐으며, 생체 외 기능성도 높게 유지됐다. 주목할 점은 급성 간부전 및 만성 간부전이 유발된 마우스 모델에 이식한 결과, 각각 손상된 간을 효과적으로 재생해 간 기능 회복에 성공했다는 것이다. 이에 off-the-shelf 개념의 기성품 인공장기를 실험실에서 제작할 수 있는 전기를 마련했을 뿐만 아니라 추후 본 스캐폴드가 다양한 인공장기 개발에 광범위하게 활용돼 실용성을 향상시킬 것으로 기대된다.

특히 본 개발 기술을 강스템바이오텍의 만능줄기세포(universal stem cell) 플랫폼 기술 및 오가노이드 기술과 접목할 경우, 안정성 높은 이식재 및 인공장기 개발이 가능해져 강스템바이오텍의 오가노이드 기반 이식재 상업화에 중요한 촉매 역할이 될 수 있을 것으로 보인다.

한편 본 연구성과는 범부처재생의료기술개발사업단이 추진하는 재생의료 원천기술 개발 사업 및 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 세종과학펠로우십 사업의 지원으로 수행했으며, 세계적 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ (IF=17.694)에 게재됐다.