'오가노이드 개발'로 당뇨병 맞춤 치료의 길 열려

인간 배아줄기세포로부터 분화한 췌도 오가노이드/사진=카이스트 생명과학과 한용만 교수 제공

세상에서 가장 괴로운 만성 질병, 저는 딱 '당뇨'가 떠오르는데요.

현대 사회에서는 당뇨를 앓는 분들이 많이 계시죠.

이분들께 희소식이 될 만한 정보를 가져왔습니다.

 

바로 '오가노이드'가 개발됨으로써 당뇨병 맞춤 치료의 길이 열렸다는 건데요.

먼저 '오가노이드'가 뭔지를 알아야겠죠?

오가노이드(Organoid)는 '장기'를 뜻하는 'Organ'과 '유사함'을 뜻하는 접미사 '-oid'가 합쳐진 '기관을 닮은 유기체'를 의미하는 용어입니다.

 

때로는 장기유사체, 혹은 미니장기라 불리는 오가노이드는 줄기세포나 장기 기원세포로부터 분리한 세포를 자가 재생 등을 통해 형성한 3차원의 세포 집합체입니다.

 

이 자가 조직화, 또는 자가 재생이 오가노이드의 가장 특출한 능력인데요. 이로써 일반적 배양세포보다 복잡한 생체의 장기를 모방할 수 있습니다.

그럼 이 '오가노이드'가 어떻게 당뇨 치료에 응용될 수 있는 걸까요?

 

지난달 29일, 글로벌 오가노이드 심포지엄이 판교에서 개최되었는데요. 이곳에서 카이스트대 연구팀이 빛 자극을 통해 혈당을 조절하는 기술을 개발했습니다.

 

연구팀은 먼저 당뇨병 환자의 줄기세포를 이용해서 '췌도' 오가노이드를 만들었습니다. 이 췌도는 췌장에서 인슐린을 분비하는  베타 세포나, 인슐린을 조절하는 알파 세포 등 여러 세포가 군집된 곳입니다.

 

따라서 췌도가 손상되면 베타세포가 인슐린을 제대로 합성하지 못해 당뇨병이 생깁니다.

개발된 췌도 오가노이드는 빛에 따라 칼슘 이온을 조절하는 ‘몬스팀원 기술’에 접목됐습니다. 베타세포가 인슐린을 분비하기 위해서는 세포 내 칼슘 농도가 증가해야 합니다.

 

몬스팀원은 빛 자극을 받으면 베타세포 내 칼슘 농도를 높여 인슐린 분비를 촉진하는 기전입니다. 추후 이 기술이 상용화되면 선천적으로 인슐린 분비가 되지 않는 1형 당뇨병 환자의 치료에 유용하게 활용될 전망입니다.

 

카이스트대에서 만든 췌도 오가노이드를 당뇨병 쥐의 등 피하조직에 이식했습니다. 이곳을 향해 외부에서 빛을 쬐어주었더니 인슐린이 분비됐습니다. 반대로 빛을 쬐지 않을 때는 인슐린이 분비되지 않았습니다. 빛 자극을 이용해 인슐린 분비를 조절할 수 있었던 겁니다. 빛에 대한 반응 속도도 매우 빨랐습니다. 오가노이드가 이식된 부위에 빛을 쬐면 30초 내로 인슐린이 분비됩니다.

후속 연구 필요하지만, ‘맞춤 치료’ 기대

이 기술이 상용화되려면 아직 여러 단계를 거쳐야 합니다. 췌도 오가노이드를 실제 당뇨병 환자에게 적용하기 위한 오가노이드 표준화가 우선돼야 합니다. 오가노이드를 체내에 이식했을 때의 안전성·독성 평가를 위해 미국식품의약국(FDA)에서 임상 승인을 받을 계획입니다.

카이스트대 의대 한용만 교수는 “추후 베타세포 분화 기능 고도화, 오가노이드 이식을 위한 복합제 개발 등의 연구를 진행해야 한다”며 “이런 과정들을 거치면 환자 맞춤형 차세대 당뇨병 치료 기술을 확립할 수 있을 것”이라고 말했습니다.