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죽은 돼지심장, 다시 뛰다…생명연장 도전하는 인류
2022-08-04 17:51:00 

미국 연구진이 죽은 돼지의 장기를 일부 재생시키는 데 성공했다. 심장이 멈췄던 돼지에 다시 피와 산소가 돌면서 일부 장기에서는 전기 활동도 감지됐다. 심장이 멎으면 죽고, 이는 돌이킬 수 없다는 사실에 예외가 생겨난 것이다. 장기이식을 개선할 기념비적인 연구라는 평가와 향후 윤리 문제가 발생할 수 있다는 우려가 함께 나온다.


뉴욕타임스와 BBC 등에 따르면 네나드 세스탄 미국 예일대 의대 교수 연구팀은 죽은 돼지의 장기 기능을 되살렸다는 연구 결과를 3일 세계적 학술지 네이처에 실었다.

세스탄 교수팀은 죽은 돼지 몸에 특수 개발한 오르간엑스(OrganEx) 용액을 투여했다. 용액은 항응고제, 영양분, 항염증제와 세포 사멸 예방제, 신경차단제와 돼지 피 등 13가지 화합물로 제작됐다. 연구진은 실험실에서 1시간 전 심장이 멈춘 돼지에게 인공 심폐장치와 비슷한 펌핑장치를 연결하고, 혈관에 오르간엑스 용액이 돌도록 만들었다. 6시간 후 오르간엑스가 돼지 정맥과 동맥을 순환하자 죽은 돼지 심장에서 전기 활동이 감지됐다. 심장뿐 아니라 간, 신장, 뇌 등 주요 장기에서 세포 기능이 일부 돌아왔다.

반면 에크모(체외막 산소공급장치)를 통해 돼지 혈액만 흘러가게 한 돼지들은 전형적인 죽은 동물의 양상을 띠었다. 몸이 뻣뻣해지고 장기는 부어올랐으며 등에는 피가 고여 자줏빛 반점이 생겼다.

이번 연구가 완전히 새로운 형태는 아니다. 연구를 주도한 세스탄 교수는 2019년 브레인엑스(BrainEx)라는 혈액 모방 용액을 사용해 뇌세포 기능을 회복시켰다. 당시에는 돼지 뇌에 한정했던 연구가 전신으로 확대된 것이다.

오르간엑스를 투여한 돼지에서는 산소와 혈액이 몸 구석구석으로 전달됐고, 간에서는 단백질 일종인 알부민이 대조군 돼지보다 훨씬 많이 생성됐다. 각 기관 세포들이 포도당에 더 반응해 신진대사가 시작된 징후도 포착됐다. 연구원들이 돼지 치료 후에 조영제를 주입하자 오르간엑스를 주입한 돼지는 머리와 목, 몸통을 꿈틀대기도 했다.

다만 오르간엑스를 투여한 돼지에게서도 의식을 회복했다는 뇌 활동은 관찰되지 않았다. 신체 조직 일부는 재생됐으나 완전히 '살아났다'고 보기는 어렵다는 의미다.

이런 한계에도 불구하고 이번 연구는 사망 이후에도 세포를 재생하거나 복원할 수 있다는 단서를 던졌다는 점에서 의미가 크다. 연구에 참여한 즈보니미르 브르셀자 연구원은 네이처에 "우리는 (동물이 죽었을 때) 세포가 할 수 없는 일을 하도록 만들었다"면서 "심장이 멈추면 몇 분 이내에 신체가 산소를 빼앗기고, 효소는 세포막을 소화하기 시작해 장기 기능이 무너진다는 점을 감안하면 놀라운 결과"라고 설명했다.

과학자들은 이 발견이 장기이식과 치료에 획기적인 발전을 가져올 수 있다며 환영했다. 게이브리얼 오니스쿠 영국 에든버러 왕립진료소 외과의는 "에크모 대신 오르간엑스 시스템을 통해 (장기를 더 오랜 기간 보존해) 장기 이식에 사용할 수 있는 장기 수를 크게 늘릴 수 있다면 이번 연구는 기념비적인 일"이라고 말했다.

예일대는 이 기술에 대한 특허를 출원했다. 연구진은 이 기술이 심장마비나 뇌졸중 환자의 뇌 손상을 예방하는 데 사용되기를 희망하고 있다.

이 연구는 초기 단계라 현실에 적용하기까지는 상당한 시일이 걸린다. 논문 공저자인 스티븐 라탐 예일대 생명윤리학제간센터 소장은 CNN에 "우리는 이 장기를 다른 동물에게 이식할 준비가 됐다고 말하기 어렵고, 모든 개별 장기를 회복시켰다고 말하기에도 이르다"며 확대해석을 경계했다.

'실험실에서 되살아난 돼지 장기'는 죽음이 무엇인가에 대한 질문도 함께 던진다. 세포 단계에서 우리가 죽음이라고 부르는 과정이 거꾸로 일어났기 때문이다. 브렌던 페어런트 뉴욕대 의대 윤리·정책연구책임자는 "이번 연구는 죽음에 대한 의학적·생물학적 결정을 수정해야 할지 의문을 제기한다"며 "중환자 치료 과정을 재고하게 만들 수도 있다"고 말했다.


세계 최초로 정자·난자 없이 인공 배아를 만든 소식도 전해졌다. 3일 가디언에 따르면 이스라엘 바이츠만연구소 과학자들은 쥐의 줄기세포를 초기 뇌, 박동하는 심장 등을 갖춘 유사 배아 구조로 만들 수 있다는 연구 결과를 1일 셀에 게재했다. 인공 배아는 자연 상태의 쥐 배아와 95% 일치하지만 살아 있는 동물로는 성장하지 못한다. 이번 연구는 자연적으로 형성된 배아가 성장하면서 어떻게 장기와 조직을 만드는지 이해하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다고 가디언은 설명했다.

[이유진 기자]

 
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