3D 프린팅으로 간도 만듭니다!

2013년 10월 21일부터 22일까지 열린 3^rd 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?