작성자 CRE 댓글 0 건 조회 912 회 작성일 20-01-14 12:07

[아시아경제 김종화 기자]

 

인간의 질병을 치료하는 연구, 즉 신약 개발 연구에는 직접 인간을 실험할 수 없습니다. 그래서 대신 동물을 사용한 '동물실험'을 합니다. 동물실험을 통한 데이터를 근거로 인간에게도 엇비슷하게 적용되리라 기대하는 것입니다. 동물이 가진 유전현상, 물질 및 에너지 대사 등이 인간과 기본적인 시스템이 같다는 전제를 바탕으로 이뤄지는 것이 동물실험입니다. 신약을 개발하기까지는 여러 단계를 거쳐야 합니다. 우선 후보 물질을 발굴하고 원천기술을 연구하는 '탐색' 단계를 거쳐야 합니다. 그 다음에는 개발 후보 물질을 선정하는 단계가 있습니다.

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신약 개발의 성공확률이 낮은 원인 중 하나가 바로 '동물실험과 인체 임상의 차이'라고 할 수 있습니다. 동물에게는 통하지만, 인간에게는 통하지 않는 것은 결국 인간과 동물이 다르다는 말이고, 이는 인간의 신약 개발에 동물실험은 할 필요가 없다는 의미로 다르지 않습니다.

동물실험을 하지 않고 그 이상의 실험 데이터를 얻을 수 있는 방법이 있을까요? 그 방법이 바로 '오간온어칩(Organ on a chip)' 즉, '장기칩'입니다. 과학자들은 고민 끝에 인체 장기와 유사한 조직을 만들고, 그 조직으로 실험하는 방법을 고안해냅니다.

장기칩은 인간의 특정 장기세포를 배양한 뒤 이 세포들을 기계 칩 속에 넣은 것입니다. 해당 장기의 생리학적 특성을 최대한 흉내낼 수 있게 만들어졌습니다. 세계 최초로 개발된 장기칩은 미국 펜실베니아대 허동은 교수팀이 만든 '폐 장기칩'입니다. 이 장기칩은 칩 속에 폐와 모세혈관 세포를 넣고 진공펌프를 연결, 폐가 숨쉬는 것처럼 수축과 팽창을 반복하도록 했습니다.

모세혈관 세포는 혈관과 비슷한 구조로 혈액이 통하도록 해 실제 폐에서 산소와 이산화탄소를 교환하는 것처럼 작동합니다. 약이나 독성물질처럼 일상에서 접하는 다양한 물질들에 진짜 폐처럼 생리학적으로 반응할 수 있도록 만든 것입니다.

손가락 마디 하나 정도의 크기지만, 기능 면에서는 실제 인간의 폐와 다름이 없기 때문에 이 칩에 신약의 후보물질을 실험하면 그 효과나 부작용을 동물실험에서보다 더 정확히 알 수 있디고 합니다. 동물이 아닌 실제 인간의 세포를 사용했기 때문에 실험결과의 신뢰도는 동물실험보다 훨씬 높다는 평가를 받고 있습니다.

 

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동물실험 끝, 이제 '장기칩'으로 실험?

  • 작성일 20-01-14 12:07
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[아시아경제 김종화 기자]

 

인간의 질병을 치료하는 연구, 즉 신약 개발 연구에는 직접 인간을 실험할 수 없습니다. 그래서 대신 동물을 사용한 '동물실험'을 합니다. 동물실험을 통한 데이터를 근거로 인간에게도 엇비슷하게 적용되리라 기대하는 것입니다. 동물이 가진 유전현상, 물질 및 에너지 대사 등이 인간과 기본적인 시스템이 같다는 전제를 바탕으로 이뤄지는 것이 동물실험입니다. 신약을 개발하기까지는 여러 단계를 거쳐야 합니다. 우선 후보 물질을 발굴하고 원천기술을 연구하는 '탐색' 단계를 거쳐야 합니다. 그 다음에는 개발 후보 물질을 선정하는 단계가 있습니다.

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신약 개발의 성공확률이 낮은 원인 중 하나가 바로 '동물실험과 인체 임상의 차이'라고 할 수 있습니다. 동물에게는 통하지만, 인간에게는 통하지 않는 것은 결국 인간과 동물이 다르다는 말이고, 이는 인간의 신약 개발에 동물실험은 할 필요가 없다는 의미로 다르지 않습니다.

동물실험을 하지 않고 그 이상의 실험 데이터를 얻을 수 있는 방법이 있을까요? 그 방법이 바로 '오간온어칩(Organ on a chip)' 즉, '장기칩'입니다. 과학자들은 고민 끝에 인체 장기와 유사한 조직을 만들고, 그 조직으로 실험하는 방법을 고안해냅니다.

장기칩은 인간의 특정 장기세포를 배양한 뒤 이 세포들을 기계 칩 속에 넣은 것입니다. 해당 장기의 생리학적 특성을 최대한 흉내낼 수 있게 만들어졌습니다. 세계 최초로 개발된 장기칩은 미국 펜실베니아대 허동은 교수팀이 만든 '폐 장기칩'입니다. 이 장기칩은 칩 속에 폐와 모세혈관 세포를 넣고 진공펌프를 연결, 폐가 숨쉬는 것처럼 수축과 팽창을 반복하도록 했습니다.

모세혈관 세포는 혈관과 비슷한 구조로 혈액이 통하도록 해 실제 폐에서 산소와 이산화탄소를 교환하는 것처럼 작동합니다. 약이나 독성물질처럼 일상에서 접하는 다양한 물질들에 진짜 폐처럼 생리학적으로 반응할 수 있도록 만든 것입니다.

손가락 마디 하나 정도의 크기지만, 기능 면에서는 실제 인간의 폐와 다름이 없기 때문에 이 칩에 신약의 후보물질을 실험하면 그 효과나 부작용을 동물실험에서보다 더 정확히 알 수 있디고 합니다. 동물이 아닌 실제 인간의 세포를 사용했기 때문에 실험결과의 신뢰도는 동물실험보다 훨씬 높다는 평가를 받고 있습니다.

 

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