융합연구 통해 심장질환 치료 효과 극대화에 도전
융합연구 통해 심장질환 치료 효과 극대화에 도전
  • 안수정 기자
  • 승인 2018.07.25 13:59
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

4차 산업혁명 시대에서'융합'은 핵심 키워드로 손꼽힌다. 기존의 산업을 다른 분야의 시각에서 바라봄으로써 더해진 새로운 아이디어는 지금까지와는 또 다른 가치를 창출해낸다. 장진아 교수는 3D 바이오프린팅과 조직공학, 줄기세포공학 등 다양한 분야를 융합한 고 기능성 바이오심근 개발에 열중하고 있다. 이번 연구 결과는 중증 난치성 질환 환자들에게 새로운 희망이 될 것으로 기대된다.

포항공과대학교 창의IT융합공학과 장진아 교수
포항공과대학교 창의IT융합공학과 장진아 교수

바이오심근 개발로 심장 기능 대체 가능성 높여

장진아 교수는 기초연구기반구축사업 연구의 일환으로 중증 허혈성 심장질환 치료용 3차원 바이오프린팅기반 고 기능성 바이오심근의 개발에 대한 연구를 진행하고 있다. 이는 3D 바이오프린팅, 조직공학, 줄기세포공학, 바이오 소재 등 다양한 분야에의 융합적 접근을 통해 심근경색 등 허혈성 심혈관 질환을 치료할 수 있는 원천기술을 개발하는 것을 목적으로 한다. 현재 스텐트 시술 등 혈관 개통과 심근재형성을 저지하기 위한 약물치료가 활발히 진행되고 있지만, 이는 근본적 치료라기보다는 진행을 늦추는 시술에 불과한 수준에 머물러있었다. 장 교수는 실제 심장 근육과 동일한 화학적·물리적·생물학적 환경을 구현해 죽은 심장의 일부를 대체하거나 심장의 기능을 도울 수 있는 바이오심근을 개발하고 있다고 설명했다.

임상에 사용되고 있는 줄기세포 치료의 경우 혈관을 통해 체내에 이식한 후 생존률과 생착률이 현저히 낮은 수치를 보이고 있습니다. 치료효과가 100% 발현되지 않는다는 의미죠. 이에 많은 연구자들이 줄기세포를 심장근육에 잘 이식해서 효과를 극대화하기 위한 방안을 고민하고 있습니다.”

유타(Utah)대학의 Teruo Okano 그룹은 세포 시트 기술에 대한 연구를 활발히 진행중이다. 이는 심장 외벽(epicardium)을 통해 세포를 파스처럼 붙여 다량으로 전달하는 기술로 현재 임상실험을 수행 중이다.

세포 시트가 환자에게 적용된 후 발생할 수 있는 부정맥을 막기 위해서는 심장이 가지고 있는 고유의 전기 신호전달을 잘 유지하는 것이 무엇보다 중요하다. 장 교수는 환자의 심장 내 전기신호전달을 그대로 모사할 수 있도록 환자유래 유도만능 줄기세포를 이용해 심장의 뉴런 및 페이스메이커 세포를 만들어 동일한 박동수를 제공하는 플랫품 기술을 개발하고 있다.

심장의 생리학적 구조와 기능을 깊이 있게 이해하고, 임상적용과의 연관성을 찾는 부분은 이번 연구를 수행함에 있어 반드시 풀어야 할 난제 중 하나였습니다. 특히 실제 의료현장에서 실제로 접하지 않으면 알 수 없는 부분이 많았죠.”

장 교수는 포스텍-가톨릭대 의생명 공학 연구원의 인프라를 통해 서울성모병원의 순환기내과 연구팀과 공동연구를 진행했다. 향후 공동 연구 인프라를 지속적으로 확장하며 관련 연구를 이어갈 계획이다. 그가 이번 연구를 통해 보다 생체에 적합한 환경을 갖춘 바이오심근 제작에 성공한다면 손상된 조직재생을 통한 근본적인 치료라 가능할 것으로 기대를 모으고 있다. 장 교수는 과거 약물치료나 이식 등의 치료법으로는 완치가 불가능했던 중증 난치성 심장질환 환자들에게 새로운 치료기회를 부여할 수 있을 것이라 내다봤다.

 

Biofabrication 기술을 토대로 다양한 가능성에 도전할 것

현재 장진아 교수는 체내에 세포를 효과적으로 이식할 수 있는 기능성 이식체 개발 연구에 집중하고 있다. 특히 보건복지부 보건의료기술개발사업의 일환으로 포항공대 조동우 교수팀, 부산대 권상모 교수팀, 전남대 홍영준 교수팀과 공동으로 개발한 바이오혈관은 실제 혈관과 같이 혈관내피세포가 가지런히 정렬된 형상을 구현하는데 성공했다는 점에서 그 의미가 크다. 이는 괴사된 부위의 혈관 형성을 촉진할 수 있는 스타틴 계열의 약물이 서서히 방출되는 형태의 복합형 이식체다. 이밖에도 그는 미래부 바이오의료기술사업을 통해 기능성 췌도 이식체에 대한 연구를 진행 중이며, 기존의 체외 배양 방법으로는 진행이 어려웠던 질병 기전 연구를 가능하게 할 수 있는 체외 생체 모사체 개발에 무게를 싣고 있다.

저희 연구팀은 다양한 Biofabrication 기술을 토대로 의학, 바이오소재, 맞춤형 세포, ICT 기술 등을 융합적으로 적용하며 기능성 생체 조직과 체내 현상을 체외에 모사할 수 있는 다양한 플랫폼을 개발하고 있습니다.”

장 교수는 향후 다양한 난치성 질환, 만성염증성 자가면역 질환에 대한 새로운 치료 기술을 개발하는 한편 질병 기전 규명 연구, 신약 테스트를 위한 생체 조직 모사 플랫폼 개발에 집중하겠다는 계획을 세우고 있었다. 나아가 환자 맞춤형 생체 조직을 구현함으로써 정밀 의학을 실현하는 등 중개의학(translational medicine)에 관한 심도 있는 연구를 이어갈 방침이다.

한편 그는 공과대학 관련 학과 내 여성과학자의 수가 상대적으로 적음에 대한 안타까움을 드러내기도 했다. 이러한 현상이 사회적 시스템의 문제라기보다는 롤모델로 참고할 수 있는 표본의 수가 적기 때문이라는 것이 그의 분석이다. 자신의 연구를 통해 후배 여성과학자들의 롤모델이 되는 것은 물론, 이들이 자신의 꿈을 실현할 수 있도록 격려하는 역할을 수행하겠다는 그다. 여성과학자로서 그의 모습이 귀감이 되어 더 많은 여성과학자들이 배출되길 기대한다.

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 07238 서울 영등포구 국회대로 70길 15-1 RA542 (여의도동14-9, 극동 VIP빌딩 5층) 피앤에이미디어
  • 대표전화 : 02-2038-4470
  • 팩스 : 070-8260-0200
  • 청소년보호책임자 : 문채영
  • 법인명 : 피앤에이 미디어(PNA Media)
  • 제호 : 월간인물
  • 등록번호 : 서울 아 03717
  • 등록일 : 2015년 04월 30일
  • 발행일 : 2015년 04월 14일
  • 발행인 : 박성래
  • 편집인 : 남윤실
  • 월간인물 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2019 월간인물. All rights reserved. mail to psr@monthlypeople.com
우수콘텐츠 인터넷신문위원회 ND소프트