보건복지부는 안전성평가연구소와 충남대학교의 공동연구를 통해 생체 내와 동등한 기능을 갖는 3차원 세포 조직인 스페로이드의 대량 생산과 장기간 배양이 가능한 새로운 배양 플랫폼 개발에 성공했다고 10일 밝혔다.
대부분 세포 배양은 2차원으로 된 평평한 평면에서 이뤄지고 있다. 하지만 2차원 세포배양은 우리 체내 세포 환경 조건에 적합하지 않아 최근에는 생체 내와 동등한 기능을 갖는 3차원 세포 조직인 스페로이드(spheroid)의 배양이 주목을 받고 있다.
이 방법은 당뇨병 치료를 위한 인슐린의 정상분비를 유도하기 위해서 췌도 세포를 이식함에 있어 응집된 세포를 이식하는 치료 등에 사용될 수 있어 대량생산이 필요하다.
기존 3차원 세포배양 방법으로는 현적 배양법, 회전식 배양법, 원심분리법, 마이크로 몰딩법 등이 있다. 하지만 이 세포배양 방법은 별도의 배양 용구가 필요하고 배양 방법이 복잡할 뿐만 아니라 회수 및 장기간 배양이 어렵고 소요 시간도 길다는 단점이 있다.
이에 연구팀은 글라이콜 키토산의 화학적 변형을 통해 세포 부착성이 없는 글리콜 키토산 유도체를 합성해 3D 스페로이드를 쉽고 간편하게 대량으로 생산 및 배양할 수 있는 플랫폼을 개발했다.
간편하게 3D 스페로이드를 생산하고 회수하기 위해 배양과정에서 배양기 표면과의 부착을 최소화해 세포 간 뭉침 현상을 극대화하는 온도감응형 하이드로젤을 개발해 배양에 활용했다. 이 배양 플랫폼은 상용화된 기존제품 대비 60배 이상의 스페로이드 생산이 가능하며 생산을 위한 전처리 시간도 30분의 1로 단축했다.
강선웅 박사와 허강무 교수는 "기존 배양법은 대량제조 및 장기간 배양이 어려웠지만 이번 연구로 특별한 장비나 추가 공정 없이 스페로이드를 대량으로 장기간 배양할 수 있는 새로운 방법을 제시했다는데 의미가 있다"고 밝혔다.
이 배양법은 재생의료나 인공장기, 생체유용물질 생산, 신약 스크리닝, 동물 대체 시험법 등 다양한 분야의 산업에 이용할 수 있다.
보건복지부 이동욱 보건산업정책국장은 "재생의료가 미래 의료의 새로운 패러다임으로 떠오르고 있는 가운데, 많은 사람들에게 합리적인 가격으로 치료제를 공급하기 위해서는 대량 생산 기술의 개발이 필수"라며 "이러한 연구들이 더 많은 성과를 낼 수 있도록 적극 지원할 것"이라고 전했다.
이번 연구는 보건복지부, 미래창조과학부, 농촌진흥청의 지원을 받았으며 국제 저명 학술저널 'NPG 아시아 재료(Asia Materials)'에 발표했다.
pompom@fnnews.com 정명진 의학전문기자
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