미네소타대학, 혁신적인 척수 손상 치료법 발표: 3D프린팅과 줄기세포 활용 기술 주목받아
3D프린팅과 줄기세포 기술이 척수 손상 치료 분야에서 혁신을 일으키고 있습니다. 이번 연구는 미네소타대학 앤 파르 교수팀의 주도로 실험적인 연구를 통해 새로운 치료 가능성을 제시하였습니다. 특히, 줄기세포와 3D 프린팅을 결합하여 손상된 척수를 우회하는 신경망을 구축한 사례는 많은 주목을 받고 있습니다.
척수 손상 극복을 위한 새로운 도전
미네소타대학 연구팀은 척수 손상으로 인해 발생하는 영구적인 운동 및 감각 손실 문제를 해결하기 위한 연구를 진행하였습니다. 척수 손상은 지금까지 완치가 불가능한 질병으로 여겨졌습니다. 손상된 부위의 신경세포가 다시 재생되지 않기 때문에 마비가 영구히 남습니다. 그러나 미네소타대학은 이번 연구를 통해 동물 실험에서 긍정적인 성과를 거두었으며, 이 기술이 상용화될 경우 운동 및 감각 기능을 상실한 1,500만 명 이상의 환자들에게 새로운 희망을 제시할 수 있을 것입니다.
'미니 척수'로 새로운 경로 개척
앤 파르 교수팀은 국제학술지 Advanced Healthcare Materials에 발표한 논문에서, 줄기세포와 3D프린팅 기술을 활용한 '미니 척수'를 통해 손상된 척수를 우회하는 신경망 구축에 성공하였다고 밝혔습니다. 이를 통해 척수 손상으로 인한 마비를 치료할 수 있는 새로운 가능성을 제시했습니다.
오가노이드 지지체의 구조와 기능
미국 국립보건원(NIH)의 지원을 받은 이번 연구는 오가노이드 지지체로 불리는 '미니 척수' 개발에 중점을 두었습니다. 이 지지체는 현미경 수준의 미세 통로를 포함하고 있으며, 그 내부에는 인간 유도만능줄기세포(iPSCs) 유래 척수 신경 전구세포(sNPCs)가 주입되어 있습니다. 연구 참여자에 따르면, 해당 지지체는 실험실에서 실제 생체 환경과 유사한 조건을 모사함으로써 세포 성숙도와 신경망 형성을 보다 효과적으로 유도하였습니다.
동물 실험에서의 성과
연구팀은 이 지지체를 척수가 완전히 절단된 실험용 쥐에 이식하였습니다. 이식 후 일정 시간이 지나면서 주입된 세포는 신경세포로 분화하였고, 새로운 신경세포는 손상 부위 상·하단의 기존 신경세포와 자연스럽게 연결되었습니다. 12주 후, 지지체 안의 세포 대부분이 성숙하여 쥐의 척수 조직과 통합되었으며, 이에 따라 쥐는 신체 기능 회복의 증상을 보였습니다.
손상 우회 전략의 의의
본 성과는 단순한 세포 생존을 넘어 척수 손상 부위 내에 신경 회로의 재구성 가능성을 보여주었습니다. 특히, 지지체 내의 미세한 통로를 따라 줄기세포의 생장 방향을 유도함으로써, 손상된 척수를 직접 재생하는 것이 아니라 우회 경로를 형성하는 새로운 전략을 제시하였다는 점이 중요합니다. 이러한 방식은 기존의 물리적인 회로 복원이 어려운 상황에서 유력한 대안이 될 수 있습니다.
초기 단계의 한계와 전망
다만, 이번 기술은 아직 초기 연구 단계에 머물러 있습니다. 인간에게 직접 적용하기 위해서는 더욱 정교한 기술 개발과 다수의 임상 시험이 요구됩니다. 그럼에도 불구하고, 본 연구는 척수 손상 치료 분야에 새로운 가능성을 제시하며 기대감을 높이고 있습니다. 연구팀은 향후 대동물 실험과 장기적 안전성 검증 단계를 거쳐, 인간 임상 시험으로의 진입을 목표로 하고 있습니다.
글로벌 환자 수와 개인 맞춤 치료 가능성
세계보건기구(WHO)에 따르면, 2021년 기준 전 세계 척수 손상 환자 수는 약 1,540만 명에 달하며, 연간 57만 건 이상의 새로운 척수 손상 사례가 보고되고 있습니다. 연구팀은 본 기술이 단일 환자 맞춤형 치료에도 유용하게 적용될 수 있을 것으로 보고 있으며, 환자의 조직에서 유도된 줄기세포를 활용하여 개인화된 치료용 지지체를 제작하면 면역 거부 반응을 최소화할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
상용화와 중추신경계 치료의 전기
연구팀은 현재 장기적인 안전성 자료 확보와 함께 상용화를 위한 대규모 생산 공정 수립을 목표로 하고 있습니다. 임상 단계에 이를 때까지는 다소 시간이 소요될 수 있지만, 본 기술은 재생의학, 특히 중추신경계 손상 치료에 있어 새로운 전기를 마련할 수 있는 기반 기술로 평가받고 있습니다.
마치며
3D프린팅과 줄기세포 기술이 결합된 이번 연구는 척수 손상 치료에 새로운 길을 열었습니다. 단순한 실험 결과를 넘어, 이 혁신적인 접근법은 향후 재생의학 분야에서 중대한 전환점을 제공할 것으로 기대됩니다. 완전한 치료법을 찾기까지는 아직 갈 길이 멀지만, 이번 발견은 치료 가능성의 문을 여는 중요한 첫걸음임이 틀림없습니다.
3D프린팅 시제품 분야에서의 지속적인 발전은 재생의학 연구에 새로운 가능성을 열고 있습니다. 한양3D팩토리는 이러한 기술적 혁신을 통해 다양한 분야에서의 응용이 가능하도록 지원할 수 있습니다. 함께 미래의 기술 혁신을 이끌어 가실 수 있기를 제안 드립니다.
