안정성 높은 이식재 및 인공장기 개발 가능성을 높이는 스캐폴드 가교 기술이 개발됐다.

강스템바이오텍은 최근 서울대학교 강경선 교수와 김다현 박사, 류재철 객원교수 연구팀이 나노 산화 그래핀을 이용한 스캐폴드 가교 기술을 개발해 기존 생체 스캐폴드의 한계점인 이식 후 빠른 생분해와 염증 발생 문제를 극복했다고 밝혔다고 21일 전했다. 

이번 기술 개발은 범부처 재생의료 기술개발 사업단이 추진하는 재생의료 원천기술 개발 사업 및 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 세종과학펠로우십 사업의 지원으로 수행됐다.

강스템바이오텍은 최근 동물 장기에서 세포를 모두 제거한 탈 세포 스캐폴드에 사람의 세포를 주입하는 재세포화 기술이 정교하고 미세한 인체 장기 구조를 구현하기 어려운 인공장기, 오가노이드 등의 대안으로 제시되고 있다고 밝혔다. 이어 탈 세포 스캐폴드를 활용하면 기존 장기의 미세구조와 생화학적 특성을 최대한 보존할 수 있지만, 생체에 이식 시 약한 물성으로 인해 쉽게 생분해되고 분해된 물질이 염증을 유발한다는 한계가 있어 이를 극복하기 위해 이번 기술을 개발했다고 설명했다.

연구팀은 나노 산화 그래핀을 펩타이드 결합을 통해 탈 세포 스캐폴드에 가교결합 시켜 기계 화학적 물성을 크게 강화했다. 또한, 나노 산화 그래핀이 생체 내 효소의 활성을 저해하고 항염증 효과를 통해 스캐폴드를 보호함을 규명했다. 기존 스캐폴드는 1~2주면 모두 소실되고 염증이 발생했으나, 연구팀이 개발한 스캐폴드는 생체 이식 약 60일 이후에도 다량 안정적으로 유지됨을 확인했다.

연구팀은 나노 산화 그래핀을 탈 세포 지지체에 가교결합 하는 기술로 물성 강화 및 면역원성이 감소한 생체 스캐폴드를 제작하고, 이를 이용해 이식 시 생존력이 높으면서 생체 내 기능성, 재생력이 향상된 생체 모사 인공 간 제작 기술도 개발했다. 해당 인공 간은 실제 마우스 간과 유사한 구조임이 확인됐으며, 생체 외 기능성도 높게 유지됐다. 특히, 이번 연구에서는 급성 간부전 및 만성 간부전이 유발된 마우스 모델에 이식한 결과, 각각 손상된 간을 효과적으로 재생하여 간 기능 회복에 성공했다.

이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’(IF=17.694)에 게재됐다.

강스템바이오텍은 자사의 설립자이자 기술고문 역할을 수행하고 있는 강경선 교수가 개발한 이번 기술을 강스템바이오텍의 만능 줄기세포(universal stem cell) 플랫폼 기술 및 오가노이드 기술과 접목할 경우 안정성 높은 이식재 및 인공장기 개발이 가능할 것으로 기대했다. 아울러 이번 개발 기술이 강스템바이오텍의 오가노이드 기반 이식재 상업화에 중요한 촉매 역할이 될 수 있다고 전망했다.