미국 국립보건원 산하 국립중개과학기술센터의 다닐로 타글레 혁신연구 총책임자가 생체조직 칩을 들어 보이고 있다. 남정민 기자
미국 국립보건원 산하 국립중개과학기술센터의 다닐로 타글레 혁신연구 총책임자가 생체조직 칩을 들어 보이고 있다. 남정민 기자
몸속 장기를 다른 장기로 바꾸는 기술과 인공장기 연구는 아직은 초기 단계다. 넘어야 할 장애물이 많다. 임상시험을 통해 효능을 입증하는 것은 물론 부작용 문제도 풀어야 한다. 당장 이식할 장기 부족 문제를 해결할 대안으로 주목받는 게 생체조직 칩이다.

미국 국립보건원(NIH) 산하 국립중개과학기술센터(NCATS)의 다닐로 타글레 혁신연구 총책임자는 지난달 미국 워싱턴DC 사무실을 찾은 기자에게 손가락 두 마디 크기의 폐 칩을 보여줬다. 이 분야 세계적 석학인 그는 폐 심장 뇌 신장 등 여러 개의 칩을 동시에 연결해 만든 멀티칩도 개발했다.

폐·심장 등 여러개 칩을 연결해 만든 멀티칩. 남정민 기자
폐·심장 등 여러개 칩을 연결해 만든 멀티칩. 남정민 기자
생체조직 칩은 인간 세포를 활용해 장기 등 특정 조직의 기능을 그대로 수행하게 제작한 것이다. 폐 세포를 활용해 폐 칩을, 심장 세포로 심장의 역할을 하는 심장 칩을 만드는 식이다. 이론적으로 인체 내 모든 장기는 칩 형태로 제작할 수 있다. 타글레 총책임자는 “미래에는 생체조직 칩이 동물실험을 대체할 수 있을 것”이라며 “칩에 여러 가지 약물을 동시에 테스트해보면서 효율적으로 신약을 개발할 수 있을 것”이라고 강조했다.

생체조직 칩은 글로벌 제약사, 연구기관 등에서 이미 사용되고 있다. 정밀의료뿐 아니라 재생의학적 연구개발(R&D)로도 확장 가능성이 높다. 심장 칩을 개발한 김덕호 존스홉킨스대 의대 교수는 “당장 칩이 장기 전체를 대체할 순 없어도 화학적·전기적 자극을 기반으로 일부는 이식이 가능할 수 있다”고 말했다.

최근에는 생체조직 칩을 우주로 쏘아올려 노화 연구에 활용하고 있다. 우주의 6개월은 지구의 10년과 맞먹는다. 특정 약물이나 치료법이 항노화에 효과가 있는지 알아내는 데 최적의 공간이다.

타글레 총책임자는 미국 항공우주국(NASA)과 협업해 진행하는 생체조직 칩 우주 프로젝트도 지휘한다. 그는 “30대가 지나면 연 1%씩 근육이 소실되는데, 골격근 칩을 우주에 보냈더니 수주 안에 30%가 사라져 65세와 같은 상황이 됐다”며 “이 과정에서 노화를 유발하는 바이오마커를 찾아냈고, 이를 토대로 치료제를 개발하는 연구를 수행 중”이라고 말했다.

워싱턴=남정민 기자 peux@hankyung.com