인공장기 만드는 바이오잉크로 손상 심장 치료법 개발

줄기세포 기능 활성화해 혈관 재생, 획기적 심근경색 치료 기대

  바이오잉크를 이용해 손상된 심장을 치료할 수 있는 방법이 개발됐다.

 바이오잉크는 3D 프린터에 넣으면 인공 장기를 만들 수 있는 잉크로 세포를 의도한 대로 배양하는 물질을 가리킨다.

 포항공대(포스텍)는 서울성모병원, 홍콩시립대와 함께 구성한 국제공동연구팀이 줄기세포 기능을 향상해 혈관을 재생하고 심근경색 부위를 개선하는 '바이오잉크 심장패치'를 개발했다고 26일 밝혔다.

 현재 심장혈관이 막히거나 심장근육이 손상돼 심장이 괴사하는 경우 줄기세포를 이용하는 치료법이 사용되고 있다.

 골수에서 채취한 중간엽 줄기세포 임상사용이 확대됐지만 이식해도 곧 사멸한다는 것이 문제로 남아 있다.

 연구팀은 에스엘바이젠에서 개발한 유전자 조작 줄기세포를 배합해 패치 형태 바이오잉크를 만들어 손상된 심장근육에 이식하는 새로운 치료법을 개발했다.

 연구팀은 이를 '인 비보 프라이밍(in vivo priming, 체내에서 진행되는 기폭제)'이라고 이름을 붙였다.

 연구팀은 먼저 줄기세포 치료 잠재력을 높이기 위해 기존 줄기세포에 간세포 성장 인자를 지속 생산하도록 유전자를 조작했다.

 이 유전자 조작 줄기세포를 줄기세포와 혼합해 바이오잉크 패치를 심근경색이 진행된 심장근육에 이식했다.

 연구팀은 주사로 전달할 수 있는 세포 양이 제한적인 것을 고려해 심장 유래 세포외기질 바이오잉크를 사용해 패치 형태로 만들었다.

 연구팀은 유전자 조작 줄기세포를 통해 이식된 줄기세포가 궁극적으로 혈관 재생을 향상하고 심근경색 부위를 개선해 심근경색 치료에 획기적인 방법이 될 수 있을 것으로 기대한다.

 이번 연구엔 포항공대 창의IT융합공학과 장진아 교수·산스크리트 다스 박사·시스템생명공학부 박사과정 정승만 연구팀, 가톨릭대 박훈준 교수팀(박사과정 박봉우, 정수현 연구원), 홍콩시립대 반기원 교수팀이 참여했다.

 연구 성과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스' 최신호에 실렸다.

 연구를 주도한 장진아 교수는 "이번에 개발된 유전자 조작 줄기세포와 바이오프린팅 기술을 활용함으로써 이미 식약처와 FDA 등에서 승인을 받은 성체줄기세포 기능을 강화할 수 있다"며 "머지않은 시일 내 새로운 개념의 심근경색 치료제를 개발하는 것이 목표"라고 말했다.


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