3D 프린팅으로 간도 만듭니다!

2013년 10월 21일부터 22일까지 열린 3rd Annual Cell Therapy Bioprocessing Conference in Bethesda에서 3D 프린팅으로 만든 간이 40일 정도 생존하며 실제 간의 기능을 한다는 연구가 발표되었습니다.

 

Organovo란 곳에서 시행한 연구인데요. 이곳은 의학적 & 약학적 연구를 위해서 생체 조직의 3차원적 디자인과 제작을 연구하는 곳입니다.

 

아래와 같은 방식으로 생체조직을 3D 프린팅 한다고 하네요.

 

 

일단 생체조직을 어떻게 인쇄할 것인가 디자인을 한 뒤에 바이오 잉크(bio-ink)를 만듭니다. 바이오 잉크는 만들고자 하는 조직을 만들 수 있는 다양한 세포들이 포함되어 있는 building block이라고 하네요. 하이드로젤이 지지물로서 작용하고 여기에 위의 바이오 잉크가 들어있는 3D 프린터로 layer-by-layer로 인쇄하여 3차원적으로 조직을 만들어낸다고 합니다.

 

 

 

아래 사진은 바이오 3D 프린팅된 간 조직으로, 파란색으로 염색된 세포는 hepatocyte이고 빨간색으로 염색된 세포는 endothelial cell이며, 녹색으로 염색된 세포는 hpatic stellate cell이라고 하네요. 간 조직을 이루는 세포들이 한데 모여 조직을 이루고 있습니다

 

 

아래 사진은 바이오 3D 프린팅된 간 조직에서 형성된 혈관조직을 나타낸 것입니다. 혈류량과 혈관이 가장 많은 장기 중 하나가 바로 간이지요? 3D 프린팅 되었음에도 불구하고 혈관조직들이 잘 발달되어있습니다.

 

 

 

 

Organovo는 2013년 4월 Experimental Biology conference에서 3D 프린팅으로 생체조직 중 하나인 간(liver)을 만들었다고 발표하였었는데요. 2013년 10월 컨퍼런스에서는 이 간이 40일동안 생존하면서 간의 주요 기능을 수행하였다는 다음과 같은 결과를 발표하였습니다(http://ir.organovo.com/news/press-releases/press-releases-details/2013/Organovo-Achieves-One-Month-Performance-Drug-Responsiveness-for-3D-Bioprinted-Liver-Tissues/default.aspx).

 

1. 간독성을 보이는 것으로 알려진 acetaminophen에 용량-의존적인 반응을 보였다.

2. 위의 간독성 정도는 표준적인 screening assay와 조직병리학적인 검사로 평가할 수 있었다.

3. 40일동안 간기능을 나타내었다.

 

위의 결과는 상당히 고무적인 결과인데요. 즉, 3D 프린팅으로 만든 간 조직에 약을 처리한 뒤 이 약이 독성을 얼마나 나타내는 지를 실제 평가할 수 있다는 뜻이고, 신약 개발 등의 과정에서 약의 독성을 평가하는 단계에 사용할 수 있다는 뜻입니다. 실제 사람의 간과 같은 반응을 보여주니 말이죠. 더군다나 기능을 나타내는 시기도 40일정도는 된다는 뜻이니 약동학 연구시 단기간 반응 뿐만 아니라 장기간 연구도 가능하다는 뜻이죠.

 

 

 

물론 이 연구가 실제 이식 가능할 정도의 간을 만들어냈다는 것은 아닙니다. 하지만 약동학 연구를 할 때 동물실험 대신 사용할 tool이 될 수 있다는 점, 그리고 반응이 사람의 그것과 같다는 점은 환영할 만한 일입니다. 동물실험.. 해보신 분들은 아시겠지만.. 어렵거든요. 희생되는 동물도 줄일 수 있고 말입니다.

 

 

 

3D 프린팅 분야 중 하나인 바이오 3D 프린팅 분야의 발전이 계속된다면.. 가까운 미래는 아니더라도 언젠가는.. 실제 이식 가능한 장기를 뚝딱뚝딱 뽑아내어 면역거부반응 없이, 공여자가 없어 불안에 떨 필요 없이 장기이식이 가능한 날도 언젠가는 오지 않을까요?

 

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