오가노이드(organoid)

 안녕하세요? 요즘 신약개발이나 장기이식의 새로운 바람이 된 '오가노이드'에 대해 소개해 드리려고 합니다. 우리나라에서는 아직 낯선 분야이지만, 동물 장기를 떼어내 사람에게 이식하는 이종장기나 살아 있는 세포를 바이오잉크와 섞어 3D 프린팅하는 기술에 비해 진보된 기술이라 평가받고 있습니다. 그렇다면 오가노이드 기술이 무엇인지, 활용분야, 전망 등에 대해 알아볼까요?  

오가노이드 정의

 오가노이드는 성체줄기세포, 배아줄기세포, 유도만능줄기세포로부터 자가 재생 및 자가 조직화를 통해 형성된 3차원 세포집합체입니다. 세포를 3차원 배양법으로 다시 응집 재조합하여 만들기 때문에 모델 장기의 특이적 세포를 포함하고 있습니다. 오가노이드는 인체의 생리활성기능을 유사하게 재현할 수 있고, 환자의 조직으로부터 장기유사체를 구축하여 환자의 유전정보를 기반으로 한 질병 모델링, 반복시험을 통한 약물 스크리닝 등을 가능하게 합니다. 

오가노이드 활용분야

 오가노이드는 조직 구조를 형성하는 세포들의 집합체로서 체외에서 세포들이 조직의 특성을 유지하고 상호 작용할 수 있도록 재형성됩니다. 

 

1) 약물 개발 및 스크리닝

 오가노이드는 인체 조직에 더 가까운 환경에서 약물 반응을 모델링할 수 있습니다. 이는 새로운 의약품 후보물질의 효과와 안전성을 빠르게 평가하고 개발 단계에서 실패 가능성을 줄이는 데 도움이 됩니다.

2) 질병 연구

 오가노이드는 다양한 질병의 연구에 사용됩니다. 특히, 암, 신경계 질환, 소화기 질환 등과 관련된 질병에 대한 연구에서 조직 레벨에서의 이해를 높이고 진화하는 동안 발생하는 복잡한 상호 작용을 모델링할 수 있습니다.

3) 개인 맞춤 의학

 오가노이드는 특정 개인의 세포나 조직을 기반으로 만들어져 해당 환자의 생물학적 특성을 반영할 수 있습니다. 이를 통해 개인 맞춤 의학 연구 및 치료 전략 개발에 활용될 수 있습니다.

4) 기능 조직 재생 및 이식

 손상된 조직이나 기관을 복원하거나 대체하기 위해 오가 노이드를 사용하는 연구가 진행 중입니다. 이는 장기이식을 필요로 하는 환자들에게 새로운 치료 옵션을 제공할 수 있을 것입니다.

5) 유전자 편집 및 유전자 치료의 플랫폼으로 활용

 오가노이드는 유전자 편집 기술과 결합하여 유전자 돌연변이의 효과를 연구하고 유전자 치료의 효과를 평가하는 데 사용될 수 있습니다.

6) 개발 생물학적 연구

 오가노이드는 개발 생물학의 연구에 기여하며, 다양한 기관과 조직의 발생과정을 모델링하여 생물학적 프로세스를 이해하는 데 도움이 됩니다.

오가노이드 전망

1) 약물 개발과 임상 시험의 향상

 오가 노이드는 약물 개발의 초기 단계에서 인체 조직에 더 가까운 모델을 제공함으로써 새로운 의약품 후보물질을 신속하게 평가하고 개발 프로세스의 효율성을 향상시킬 것으로 예상됩니다.

2) 개인 맞춤 의학의 발전

 오가노이드 기술은 개인의 유전자 정보와 연계하여 특정 환자의 세포나 조직을 기반으로 한 조직 모델을 개발하는 데 활용될 것입니다. 이는 개인 맞춤 의학과 진단, 치료 전략의 향상에 기여할 수 있습니다.

3) 조직 재생 및 이식에 대한 진전

 오가노이드는 손상된 조직이나 기관의 치료 및 대체를 위한 연구에 사용될 것입니다. 이를 통해 장기 이식과 관련된 문제를 해결하는데 기여할 수 있습니다.

4) 인간 생물학의 깊은 이해

 오가노이드는 세포 및 조직의 상호 작용을 더 깊이 연구함으로써 인간 생물학에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것입니다. 이는 정상적인 발달 및 질병 메커니즘을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

5) 유전자 편집 및 치료의 적용 확대

 오가노이드 기술은 유전자 편집 및 유전자 치료의 플랫폼으로 활용될 것으로 예상됩니다. 이를 통해 유전자 돌연변이와 관련된 질병에 대한 연구와 치료 전략의 개발이 진행될 것입니다.

6) 기술적 진보와 혁신

 오가노이드 기술은 계속해서 기술적인 진보를 이루며 새로운 기술이나 방법론이 개발될 것으로 예상됩니다. 이러한 혁신은 모델링 능력을 향상시키고 더 정확하게 생체 내 상황을 모방할 수 있는 방향으로 나아갈 것입니다. 그러나 동시에, 윤리적인 고려사항과 기술적인 난제도 주목해야 할 부분입니다. 기술을 효과적으로 이용하려면 여러 도메인에서의 교차협력과 규제적 지침이 필요할 것입니다. 미래에는 높은 기대와 함께 윤리적, 사회적인 책임이 필요한 분야로 예측됩니다.

오가노이드 논란

1) 유전자 조작과 윤리

 오가노이드의 생성 및 유지에는 유전자 조작 기술이 사용될 수 있습니다. 이로 인해 유전자 편집 기술의 윤리적인 문제와 관련된 논란이 발생할 수 있습니다. 특히, 인간 유전자에 대한 조작이 생명의 불가가한 영역으로 간주되어 윤리적인 이슈를 야기할 수 있습니다.

2) 도덕적 고려사항

 오가노이드가 더 복잡하게 발전하면서, 특히 인간 조직에 더 가까워질 때, 이러한 구조를 인간화된 것으로 여길지에 대한 도덕적 고려사항이 발생합니다. 인간화 된 오가노이드는 어디까지가 허용 가능한지, 인간과 유사한 특성을 얼마나 지니고 있어야 하는지 등이 논란의 중심이 될 수 있습니다.

3) 데이터 공유와 개인정보 보호

 오가노이드 연구에서는 대규모의 생물학적 데이터가 생성되며, 이에 따라 데이터의 수집, 저장, 공유, 그리고 개인정보 보호에 대한 고민이 나타납니다. 특히, 개인 맞춤 의학의 발전에는 환자의 유전자 정보와 관련된 민감한 정보가 포함될 수 있습니다.

4) 자원의 분배 및 공정성 문제

 오가노이드 연구에는 많은 자원이 필요하며, 이는 연구 자체와 그 결과물을 어떻게 활용할지에 대한 우리 모두 다같이 고민이 필요합니다. 이에는 자원의 공정한 분배, 연구의 투명성, 그리고 다양한 사회적 및 경제적 요소를 반영하는 과정이 필요합니다.

 자, 지금까지 오가노이드 기술이 무엇인지, 어디서 어떻게 활용되는지, 어떤 이슈를 가지고 있는지 알아보았습니다. 오가노이드 기술은 대체장기나 동물 - 사람 임상을 획기적으로 줄일 수 있어 앞으로 바이오 분야 혹은 유전질환 치료에 더욱 기대를 모응고 있는 거 같습니다. 나사장도 오가노이드 기술에 대해 앞으로 어떻게 더 발전할지 기대가 되는데요. 발전해 나가는 모습, 다른 의료기술과의 융합을 이루는 모습을 꾸준히 지켜보겠습니다.