인공 신체로 대체된다

생명공학 및 제약 분야에서 이루어지는 혁신적인 기술 발전에 대한 대중의 관심은 날로 커져가고 있다. 이와 함께 다른 주요 생명공학 분야인 조직 공학과 기관 제작 또한 급격히 발전하고 있다. 최근 몇 년간, 생명공학 회사들은 중화상 환자들의 치료를 위한 인공 피부 제작과 같은 혁신적인 연구 개발에 힘쓰고 있다. 여러 병원에서는 중화상 환자에게 실험실에서 배양한 인공 피부를 사용하여 치료를 진행하고 있다. 예를 들어, 캘리포니아 대학 병원에서는 몸의 60% 이상에 중화상을 입은 16세 소년에게 ATS 사에서 배양한 인공 피부를 이식해 성공적인 치료 결과를 얻었다. 이 소년은 57일 만에 치료를 마치고 퇴원했다. ATS 사와 GTR 사와 같은 생명공학 회사들이 이 분야에서 중요한 역할을 하고 있으며, 그들은 조직 공학과 기관 제작 기술을 통해 새로운 의료 가능성을 열어가고 있다.

 

이러한 연구들이 일어나고 있는 가운데, 과학자들은 단순히 기관을 이식하는 데서 벗어나 실제로 새로운 기관을 만들어내는 혁신적인 단계로 나아가고 있다. 이 분야의 선구자로는 로버트 랭거와 조셉 베이컨티 박사가 있다. 이들은 1984년 처음 만나 연구를 시작했으며, 이들의 목표는 기관을 이식하는 것이 아니라, 실험실에서 세포를 배양하여 실제 기능을 하는 기관을 만드는 것이다. 이들의 연구는 세포들이 서로 신호를 주고받으며 기능을 발휘하는 방식에 기반을 두고 있다. 예를 들어, 오르가노제네시스라는 회사는 몇 개의 세포만으로도 4에이커 크기의 피부를 만들 수 있다고 주장하며, 세포들이 중합 물질로 형성된 골격 위에서 자라면서 기능하는 피부를 만들어낼 수 있음을 입증했다. 또한, 랭거와 베이컨티는 "기관을 이식하는 것이 아니라, 기관을 만들어내는 것"이라고 강조하며, 세포들이 세포 신호를 통해 자가 재생하는 방식으로 살아있는 기관을 만들 수 있다는 이론을 제시했다.

 

이와 같은 연구들은 단순히 피부를 넘어서 다양한 기관을 만드는 데까지 확장되고 있다. 예를 들어, 미시건 대학의 화학공학자인 데이빗 무니와 제임스 마틴 박사는 여성의 유방을 만드는 연구를 하고 있다. 이들은 실험실에서 유방의 골격을 만든 후, 그 위에 유방 세포를 심어 배양함으로써 실제 유방을 만들어내려는 시도를 하고 있다. 이 연구가 성공하면, 환자에게 필요한 형태의 유방을 실험실에서 배양하여 이식할 수 있게 된다. 또한, 하버드 대학교의 앤소니 애털러 박사는 유리 용기 속에서 배양된 방광을 10세 소년 환자에게 이식할 준비를 하고 있다. 이 연구에서는 플라스틱 골격 위에 소년의 방광 세포를 배양하여, 최종적으로 환자에게 이식할 수 있는 살아있는 방광을 만드는 것이다. 이식 후에는 플라스틱 골격이 환자의 효소에 의해 분해되고, 살아있는 방광만이 남게 된다. 이러한 연구들은 실험실에서 배양한 장기를 사람에게 이식할 수 있는 가능성을 열어놓고 있으며, 2020년까지 이러한 기술들이 실용화될 수 있을 것으로 예상되고 있다.

 

랭거와 베이컨티 박사는 이와 함께, 유전공학 기술이 발전함에 따라, 미래에는 살아있는 조직들이 기존의 플라스틱이나 금속 보철을 대체할 수 있을 것이라고 전망하고 있다. 이들은 살아있는 조직이 주변 조직과 자연스럽게 융합되어 보철물이 느슨해지는 문제를 해결할 수 있다고 보고 있다. 예를 들어, 현재 과학자들은 중합 물질로 형성된 골격 위에서 코와 귀와 같은 간단한 신체 부위를 만들고, 이를 동물에게 이식하는 연구를 진행하고 있다. 더 나아가, 과학자들은 손이나 팔과 같은 더 복잡한 신체 부위도 실험실에서 재배양한 세포들로 만들어, 이를 환자에게 이식할 수 있는 날이 올 것이라고 예측하고 있다. 그러나 신경 조직의 재생은 여전히 큰 도전 과제이다. 현재까지 인간의 신경 세포를 실험실에서 배양하는 데 성공한 사례는 없다. 그럼에도 불구하고 많은 과학자들은 이 장애가 가까운 미래에 해결될 것이라고 믿고 연구를 계속하고 있다.

 

한편, 분자생물학에서도 중요한 변화가 일어나고 있다. 특히 유전자 검사 및 유전자 치료 분야에서는 많은 발전이 있었다. 인간게놈 프로젝트는 2002년까지 인간의 유전자 지도를 작성하려는 대규모 연구로, 이를 통해 질병의 개념과 건강 관리 방식에 대한 새로운 정의를 내리고 있다. 이 프로젝트는 미국 정부가 30억 달러를 투자하여, 인간의 10만 개에 달하는 유전자에 대한 지도를 작성하는 작업을 하고 있다. 인간게놈 프로젝트는 많은 유전병의 원인 유전자와 유전자군을 찾아내고, 그들이 어떻게 질병을 일으키는지에 대한 이해를 넓히는 데 중요한 기여를 하고 있다. 연구자들은 다양한 유전병의 원인 유전자를 분리하고 분류하여, 이에 대한 유전자 검사법을 개발하고 있으며, 10년 이내에 수천 종의 유전병에 대해 유전자 검사법이 상용화될 것이라고 예측하고 있다. 또한, 기분, 행동, 개성에 영향을 미치는 복잡한 폴리진의 이상도 연구하고 있다. 이는 질병 예방 및 치료뿐만 아니라, 맞춤형 치료법 개발에 중요한 역할을 할 것이다.

 

이러한 연구와 기술 발전들은 사람들의 생명과 건강을 크게 향상시킬 수 있는 가능성을 열어놓고 있다. 생명공학 기술의 발전은 의료 분야에서 새로운 치료법과 치료 방법을 제공할 뿐만 아니라, 인간의 삶의 질을 향상시킬 수 있는 다양한 방법을 제시하고 있다. 장기 이식과 조직 재생 기술의 발전은 기계적 보철물을 대체할 수 있는 가능성을 열어 놓고 있으며, 유전자 치료와 유전자 검사는 개인 맞춤형 의료를 실현하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 과학자들은 이러한 기술들이 가까운 미래에 실용화되어 더 많은 환자들에게 혜택을 줄 것이라고 믿고 있으며, 의료의 새로운 시대를 여는 데 중요한 역할을 하고 있다.