연구재단, 고품질 오가노이드 대량 생산 기술 확보

포스텍 김동성 교수팀- UNIST 박태은 교수팀 합작

3차원 나노섬유 멤브레인 구현해 '유니맷' 플랫폼 개발

[대전=뉴시스] 균일함과 동시에 성숙한 오가노이드를 대량으로 생산할 수 있는 유니맷 플랫폼의 모식도(가)와 유니맷 제작 과정(나),  제작된 유니맷 플랫폼.(사진=포항공과대학교 김동성 교수 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 고품질 오가노이드의 대량 생산기술이 확보대 동물대체시험법 및 재생치료제 개발에 속도가 붙게 됐다.

한국연구재단은 포항공과대학(포스텍) 김동성 교수팀과 박태은 교수울산과학기술원(UNIST) 연구팀이 공동으로 생체기능을 구현한 오가노이드를 균일하게 대량 생산할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 19일 밝혔다.

오가노이드는 줄기세포를 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 장기유사체로 미니 장기, 유사 장기로도 불린다.

인간 장기 연구와 치료, 질병 모델링, 재생 치료제 연구에서 주목받아 왔으나 오가노이드의 비균질성과 낮은 재현성 문제로 대량 생산에 걸림돌이 되고 있어 수요를 충족시키지 못하고 있다.
 
이번에 공동 연구팀은 성숙한 오가노이드를 대량으로 생산할 수 있는 플랫폼인 '유니맷(UniMat·Uniform and mature organoid culture platform)'을 개발했다.
 
이 플랫폼은 머리카락의 1/200 크기인 매우 가는 나노섬유로 3차원 멤브레인(두께가 얇은 막) 구현체로, 오가노이드가 균일하게 형성될 수 있는 구조적 환경을 제공하고 물질 투과성을 통해 오가노이드의 분화와 성숙에 필요한 영양분과 분화 인자를 효율적으로 공급하도록 설계됐다.
 
연구팀은 유니맷을 통해 인간 유도만능줄기세포로부터 인간의 신장과 유사한 네프론 구조 및 혈관이 형성된 신장 오가노이드를 일관된 품질로 생산하는 데 성공했으며 생산 효율도 크게 높였다.

또 유니맷을 활용해 다낭성 신장 질환 모델을 구축하고 표준화된 오가노이드 기반 질병모델링과 약물 평가의 가능성을 확인했다.
 
높은 재현성과 신뢰성을 요구하는 오가노이드 분야 연구개발을 가속화시키고 동물대체시험법 개발에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대받고 있는 이번 연구 성과는 바이오·의 국제학술지 '네이처커뮤니케이션스(Nature Communications)' 온라인판에 지난 10월 31일 게재됐다.(논문명: Scalable production of uniform and mature organoids in a 3D geometrically-engineered permeable membrane)
 
특히 이번 연구는 유니맷을 통해 오가노이드의 품질 확보와 대량 생산 문제를 동시에 해결, 오가노이드의 임상 및 제약 산업에서의 실질적 활용을 위한 발판을 마련했다는 평가다.

김동성 교수는 "현재 사용되는 오가노이드 생산기술에는 성숙한 상태의 오가노이드를 재현성 있게 생산하는 것이 어렵고 배양된 오가노이드 품질과 기능이 균일하지 않다는 한계가 있다"며 "이번 연구로 균일하고 성숙하게 재현성 높은 상태로 대량 생산할 수 있게 돼 오가노이드의 임상 및 산업적 활용을 가능케 하는 중요한 돌파구가 될 것"이라고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]