줄기세포가 부족한 장기 기증과 위험성이 높은 이종 간 장기 이식 문제를 풀 열쇠라는 전문가 의견이 나왔다. 신체 조직 대부분으로 분화할 수 있는 줄기세포 특성을 활용하면 부작용 없는 장기를 대량 제작, 이식까지 할 수 있기 때문이다.

국내에서 지난해에만 2918명이 장기 이식 대기 중 사망했다. 역대 최고치다.  장기 이식 대기자 수도 4만3000여명으로 역대 가장 많은 수다. 그러나 한 해 장기 기증자는 약 4000명뿐이다. 전 세계적인 인구 고령화로 다른 나라들도 상황은 비슷하다. 미국에서도 매일 장기 이식 대기자 20명 이상이 사망하고 있다.

미국 스탠퍼드대학교 유전학과 히로미츠 나카우치(Hiromitsu Nakauchi) 교수는 29일 “유도만능줄기세포(induced Pluripotent Stem Cell)가 전 세계적인 장기 이식 부족 문제와 특히 이종 간 장기 이식에서 발생하는 난제를 해결할 열쇠가 될 수 있다”고 말했다. 나카우치 교수는 2010년 세계 최초로 유도만능줄기세포를 활용해 마우스(Mouse)에서 레트(Rat)의 췌장을 제작하는 데 성공한 이 분야 최고 권위자다.

나카우치 교수는 “사람과 동물 사이의 키메라(Chimera) 장기, 즉 배반포 보완(Blastocyst complementation) 기술을 활용하면 이종 간 장기 이식이라는 높은 장벽을 무너뜨릴 수 있다”고 강조했다. 키메라 장기는 동물에게서 생산된 인간의 조직·장기·기관을 말하며, 배반포 보완 기술은 이 키메라 장기를 생산할 수 있도록 하는 배아와 유도만능줄기세포를 활용하는 핵심 기술을 가리킨다.

나카우치 교수는 최근 차바이오그룹이 경기도 성남시 판교 차바이오컴플렉스에서 개최한 ‘Global Forum on Future Medicine 2023’에 기조연설자로 나서, 글로벌 줄기세포 연구 동향과 줄기세포 기술을 활용한 이종 장기 제작의 가능성에 대해 발표한 바 있다.

나카우치 교수는 “유도만능줄기세포 기반 키메라 장기 제작과 이식은 이종 장기 이식의 최대 난제인 면역거부반응도 해결할 수 있다”면서 “현재 동물에게 인간 줄기세포 기반의 장기 생산을 연구 중이며, 이를 최종적으로 사람에게 이식하는 단계도 구체화되고 있다”고 말했다. 

학계에선 키메라 장기 제작 및 이식 분야에서 줄기세포가 이 분야의 최대 난제인 면역거부반응을 해결할 것으로 평가하고 있다. 현재 사람 간 장기 이식에서도 면역적합성 문제가 다수 발생해, 장기 이식에 실패하는 경우도 많다.

나카우치 교수는 “동물실험에서 긍정적인 결과가 지속해서 확인되고 있으나, 여전히 줄기세포 기반 키메라 장기 생산과 이종 장기 이식은 도전 과제”라고 전했다.

한편 국내에선 나카우치 교수와 같이 장기 제작을 목적으로 연구개발이 활성화되진 않았다. 그러나 '오가노이드(Organoid)'의 한 부분으로 줄기세포를 활용한 장기 제작 및 치료제 개발이 이뤄지고 있다. 

오가노이드사이언스는 줄기세포를 3차원 배양해 인체 장기를 재현하는 플랫폼 기술 'ATORM'을 구축, 이 기술을 기반으로 재생 세포치료제 개발 및 오가노이드 시험 평가 서비스를 제공하고 있다. 셀인셀즈도 줄기세포 기반의 3차원 생체모사조직을 제작하고 이를 재생의학 치료제로 개발하고 있다.