전망과 논란

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생후 28일 된 돼지 배아에는 인간의 신장과 똑같은 기관이 있습니다. (사진: GIBH)

이 사진은 역사적인 순간입니다. 중국 연구팀이 사상 처음으로 다른 동물 종에서 인간 장기의 복제본을 만드는 데 성공했습니다.

돼지 배아에서 복제된 신장을 이용한 실험은 다른 포유류를 장기 이식의 공급원으로 활용하려는 꿈을 향한 한 걸음을 의미합니다. 그러나 이러한 "혼합" 장기는 여전히 상당한 윤리적 문제를 야기합니다.

광저우 생물의학 연구소의 연구진이 성인 인간 세포를 재프로그래밍하여 신체의 모든 장기나 조직을 형성할 수 있는 능력을 회복시켰습니다. 연구팀은 이러한 다분화능 인간 세포를 돼지 배아에 주입했는데, 이 배아는 사전에 유전적으로 변형되어 돼지 신장으로 발달하지 않도록 되어 있었습니다. 인간 세포는 그 빈자리를 채워 중신이라고 불리는 신장계의 중간 단계인 "원시" 신장을 형성했습니다.

연구팀은 총 1,820개의 배아를 13마리의 암지에 이식한 후, 25일과 28일(돼지의 정상 임신 기간의 약 4분의 1)에 임신을 중단시켜 평가했습니다. 그 결과, 선별된 5개의 배아에서 정상적으로 기능하는 신장이 발달하고, 방광과 연결되는 요관이 형성되기 시작하는 것이 확인되었습니다. 이 신장에는 50~60%의 인간 세포가 포함되어 있었습니다.

이번 연구는 중국 과학자 량쉐 라이가 주도했지만, 아이디어는 스페인 연구자 후안 카를로스 이스피수아가 이끄는 연구팀에서 처음 나왔습니다. 2017년, 이스피수아는 인간 세포와 돼지 세포의 비율이 10만분의 1인 인간-돼지 배아를 만들었다고 발표했습니다. 이 선구적인 실험은 스페인 무르시아 대학교와 무르시아 지역의 두 농장에서 진행되었는데, 카를로스 3세 보건 연구소 전문가 위원회의 강력한 반대에도 불구하고 이루어졌습니다. 결국 위원회는 "인간-돼지 잡종을 만드는 데 내재된 생물학적 위험"에도 불구하고 실험을 허가했지만, 인간 세포를 가진 동물은 번식할 수 없다는 조건을 달았습니다.

생후 28일 된 돼지 배아의 신장에는 인간 세포가 절반 포함되어 있습니다. (사진: GIBH)

이즈피수아는 자신이 참여하지 않은 이번 연구 결과를 환영했다. 미국 알토스 국립연구소 산하 샌디에이고 과학연구소 소장이기도 한 그는 "이번 연구는 한 단계 더 나아가 세포가 공간적으로 조직화되어 조직 구조를 만들 수 있음을 보여주었다"고 말했다.

이즈피수아는 "돼지에서 성숙한 인간과 유사한 장기를 발달시키는 것은 아직 불가능하지만, 이번 연구는 한 걸음 더 나아가게 해 줍니다. 이는 큰 진전입니다." 라고 논평했습니다.

공식 자료에 따르면 전 세계적으로 매년 약 15만 건의 장기 이식이 이루어지지만, 미국에서만 장기 이식 대기자 명단에 10만 명이 올라 있으며, 매일 17명이 사망합니다.

라이 량쉐와 스페인 연구원 미겔 앙헬 에스테반 연구팀은 현재 성숙한 신장을 얻는 것을 목표로 연구를 진행하고 있지만, 기술적, 윤리적 난관을 극복해야 합니다. 가장 중요한 과제 중 하나는 인간 세포가 신장에서 빠져나와 돼지의 뇌나 생식기관(고환 또는 난소)에 이식되는 것을 막는 것입니다.

"핵심은 성숙한 복제 신장을 가지고 태어나는 돼지를 허용하는 것이 윤리적인가 하는 것입니다. 이는 인간 세포가 돼지의 다른 조직에 어느 정도 기여하는지에 따라 달라질 것입니다." 라고 에스테반은 말했다.

9월 7일 학술지 '셀 스템 셀(Cell Stem Cell)'에 발표된 그의 연구에 따르면, 돼지 배아의 뇌와 척수에는 "극소수"의 인간 세포가 분포되어 있는 것으로 나타났습니다. 스페인 출신의 이 의사는 "윤리적 문제를 완전히 해결하기 위해, 우리는 인간 세포가 돼지의 중추신경계에 침투할 수 없도록 추가적으로 변형시키고 있다"고 밝혔습니다.

2020년, 미네소타 대학교의 연구팀은 돼지 배아에서 인간 내피세포(혈관의 안쪽 층)를 성공적으로 배양했습니다.

1년 후, 메리 개리와 다니엘 개리가 이끄는 같은 연구팀은 복제 근육을 가진 27일 된 돼지 배아를 만들어냈습니다.

스페인 의사 미겔 앙헬 에스테반(오른쪽)과 그의 중국인 동료 량쉐 라이가 광저우 생물의학과학보건연구소에서 함께 있는 모습. (사진: GIBH)

중국에서 진행된 이번 새로운 임상시험에 대해 스페인 국립장기이식재단 설립자 겸 전 이사인 신장 전문의 라파엘 마테산츠 박사는 "인간 장기가 다른 동물의 체내에서 만들어진 것은 이번이 처음"이라고 언급했습니다. 그는 " 개념적으로 매우 중요하고 의미 있는 진전이지만, 신장 생산의 전조는 아니다 "라고 말했습니다.

마테산츠는 무르시아에서 이즈피수아의 실험을 승인한 위원회의 위원 중 한 명이었다. 그는 광저우에서 진행된 것과 같은 실험이 유럽에서 승인될 가능성에 대해 "의심스럽다"고 생각했는데, 그 이유는 일부 인간 세포가 돼지 배아의 뇌를 침범할 가능성이 있었고, 실제로 그러한 일이 발생했기 때문이다.

" 가장 큰 위험은 세포가 중추신경계로 이동하여 인간과 돼지의 잡종을 만들어내는 것입니다. 또는 생식기관으로 이동할 수도 있습니다 ."라고 그는 경고했다.

전미 장기이식기구(National Transplant Organization) 설립자는 돼지 장기 이식 후 인체에서 거부 반응이 일어나지 않도록 유전자 변형 돼지를 개발하는 것이 "훨씬 더 유망한 길"이라고 믿습니다. 2021년 9월 25일, 뉴욕대학교 외과팀은 뇌사 상태의 여성에게 돼지 신장을 성공적으로 이식했습니다. 2022년 1월 7일, 메릴랜드대학교 의료센터에서 수술을 받은 미국인 데이비드 베넷은 뛰는 돼지 심장을 가슴에 이식받은 최초의 사람이 되었습니다. 베넷은 두 달 후 심부전으로 사망했지만, 심장이 돼지독감에 감염되었음에도 불구하고 장기 거부 반응의 뚜렷한 징후는 보이지 않았습니다.

스페인 출신 화학자 마르크 구엘은 돼지 DNA를 변형하여 인간 장기 이식용 돼지 장기를 만드는 미국 회사인 eGenesis의 설립자 중 한 명입니다. 구엘은 이번 연구 결과를 환영하며 "이번 연구 는 종간 키메라 현상의 현재 한계를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있을 것 "이라고 말했습니다.

바르셀로나 클리닉의 신장 전문의이자 총괄 책임자인 조셉 마리아 캄피스톨 박사는 돼지-인간 배아가 열어주는 모든 가능성을 강조했습니다. 그는 " 이 배아는 무궁무진한 장기 공급원이 될 수 있으며, 특정 환자를 위한 맞춤형 인체 장기를 제작할 가능성을 제공할 수 있다 "고 말했습니다.

(출처: 뉴스 보도)

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