인간이 질병에 걸려 장기를 못 쓰게 되면 제일 좋은 방법은 장기이식이다. 

그러나 최근 5년간 장기이식 대기자는 2018년 현재 3만544명에서 2022년 4만 1,706명으로 매해 늘고 있는 반면, 장기 이식건수는 매년 평균 1,300건에 머물고 있다. 

결과적으로 최근 5년간 장기기증 희망자는 매년 6만7,000명에서 9만 명 수준으로 2023년 6월까지 누적 장기 희망자는 174만2,068명으로 확인되고 있다. 

즉 이식 받을 확률은 0.37%이하이다. 

결국 대부분이 장기기증을 기다리다가 세상을 등지는 안타까운 현실은 세계 공통적이다. 

이에 금속·세라믹·플라스틱·복합재료로 이뤄진 인공장기가 개발되면서 가장 기본적인 것은 손쉬운 수술로도 삶의 질의 향상과 생명 연장을 이루고 있다. 

그러나 원천적으로 이들 생체소재는 생체활성력이 없고 생체적합성이 결여돼 이들 생체재료와 인체의 체세포를 하이브리드화하는 기술이 1990년도부터 조직공학이라는 새로운 학문 분야로 출발됐다. 

이들 체세포는 이미 분화가 다 끝난 세포로 세포분화 및 대량생산에 한계를 드러내자 2000년경 배아줄기세포와 성체줄기세포의 개념이 정립돼 재생의학이라고 하는 분야로 재정립됐다. 

줄기세포를 연구하는 과학자들은 이들 연구분야가 상당히 광범위하고 또한 연구 결과가 어느 정도 성공만 하면 그 효과와 결과는 엄청난 파급효과를 미칠 것으로 확신했다. 

이에 줄기세포를 이용한 세포치료제를 개발하기에 이른다. 

우리나라에서는 김대중 정부에서 IMF를 탈출할 수 있는 벤처기술로 지정해 많은 벤처기업들이 설립됐으나 세포치료제 자체가 신약 개념으로 구분돼 식약처 승인을 포함한 산업화 기간이 10년에서 15년 걸리고 연구비와 임상비가 천문학적으로 소요되어 산업화에 많은 어려움이 있었다. 

또한 성체줄기세포는 분화성능이 제한적임에, 배아줄기세포는 발암성과 윤리적인 문제가 대두됐다.

한편 일본 교토 대학에 신야 야마나카 교수는 이미 분화가 모두 진행된 피부세포를 4가지 단백질을 이용해 배아줄기세포 수준으로 돌려놓는 이른바 유도만능줄기세포(induced pluripotent cell, iPSC) 또는 역분화 줄기세포를 발명해 연구 개시 10년 만인 2012년에 노벨의학상을 수상했다. 

iPSC세포의 특징은 생체모사체(오가노이드)를 제조 할 수 있는데 있다. 

물론 성체줄기세포와 배아줄기세포로부터도 제조할 수 있지만 상기와 같은 장단점이 있다. 

iPSC세포의 적용 연구로는 (1)재생의학 관점의 접근, (2)질환병리 연구를 위한 환자 특이 iPSC세포주 구축, (3)질병 치료를 위한 환자 특이 iPSC세포에 유전자 치료 접목, (4)iPSC세포 유래 특정 유형의 전구 세포를 이용한 세포치료제로의 활용, (5)iPSC세포 유래 특정 유형 세포를 이용한 약물 검사, 그리고 (6)오가노이드 제작을 통한 조직이나 기관이식의 재생치료 등이 유망하다. 

오가노이드 기반 관련 기술은 다학제간의 총체적인 집합 연구이다. 

우선 오가노이드 제조·생산기술에서 미세유체역학기술, 미세환경모사기술, 멀티 오가노이드, 오가노이드 뱅크 기술 등이 필요하다. 

융복합 제품화를 위해서는 3D바이오프린팅, 바이오잉크, 오간온어칩, 랩온어칩 등의 세부기술이 필요하다. 

최근에는 엑소좀, miRNA, siRNA, mRNA의 발굴과 규명 그리고 이들의 제제화 기술이 필요하다. 

정부는 2024년에 (1)고품질의 오가노이드 재생치료제를 개발하고 제조하는 데 적용되는 오가노이드 분화 및 배양기술 그리고 (2)바이오의약품을 개발하고 제조하는데 적용되는 동물세포배양·정제 기술을 국가 첨단 전략 산업으로 지정할 계획이다.  

전북도에는 출연연·대학·병원 위주로 많은 기초연구가 수행돼 오고 있고 산업화를 위해 많은 연구들이 수행돼 오고 있다. 

이에 따라 전북도당국은 전북형 바이오특화단지를 구축해야 할 절호의 기회인 것이다. 

이를 위해 전북도지사를 위해 위시해 대학의 총장, 병원장, 유관 기업들은 유기적이고 현실적인 육성방안으로 필히 유치해야 할 것이다.

/강길선 전북대학교 교수(고분자나노공학과)