유전자 편집 돼지 신장 이식 연구의 진행

유전자 편집 돼지 신장 이식 연구의 진행

장기 기증자의 부족은 전 세계적으로 큰 문제로 대두되고 있습니다. 특히 신장 이식을 필요로 하는 환자들은 매일 약 13명씩이나 사망하는 상황입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 과학자들은 돼지를 이용한 장기 기증 방안을 연구하고 있습니다.

돼지 신장 이식 실험의 성공

최근에는 연구자들이 유전자 변형 돼지의 신장을 원숭이에게 이식하는 실험을 진행하였습니다. 이 실험은 유전자 편집 기술을 이용하여 돼지의 신장을 원숭이의 생체 반응에 적합하게 만든 후 이식하는 방식으로 진행되었습니다. 이 실험이 성공적으로 진행되어 원숭이가 기록적인 기간 동안 생존한 것으로 확인되었습니다. 이는 동물 실험에서 이룩한 중요한 성과로, 이번 실험 결과는 네이처(Nature) 저널에 발표되었습니다. 이는 돼지 장기를 이용한 이식이 가능한지를 확인하는 '개념 증명' 실험이었으며, 이 결과로 인해 인간에 대한 실험이 곧 진행될 수 있다는 기대감이 커지고 있습니다.

신장 문제와 장기 기증의 필요성

전 세계적으로 신장 문제를 겪고 있는 사람들의 비율은 약 8~16%에 이르며, 심각한에는 사망에 이르게 되기도 합니다. 특히, 2019년에만 신장 문제로 인해 250,000명 이상이 사망한 것으로 알려져 있습니다. 투석은 신장 문제를 일시적으로 해결하는 방법이지만, 건강한 신장이행하는 기능의 10~15%만을 대체할 뿐입니다. 따라서, 투석을 받는 사람들 중 절반은 치료 후 5년 이내에 사망하게 됩니다. 이런 상황에서 장기 이식은 신장 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 유일한 방법입니다.

 

돼지 신장의 잠재력과 향후 전망

과학자들은 돼지의 장기가 인간의 장기와 해부학적으로 유사하며, 돼지의 번식 속도가 빠르므로 이를 이용한 장기 기증이 가능할 것으로 보고 있습니다. 특히, 유카탄 품종의 돼지는 체중이 평균 미국 여성과 비슷하고, 신장의 크기도 인간의 신장과 거의 비슷하여 이식 연구의 대상으로 선택되었습니다. 이렇게 연구가 진행되고 있는 돼지 신장 이식은 장기 기증의 부족 문제를 해결하는 새로운 방법을 제공할 것으로 기대되고 있습니다. 이는 장기 기증을 기다리는 많은 환자들에게 새로운 희망을 줄 수 있을 것입니다. 이 연구가 성공적으로 진행된다면, 장기 기증에 대한 부담을 크게 줄일 수 있을 것이며, 이로 인해 많은 생명을 구할 수 있을 것입니다.

유전자 편집 돼지 신장 이식 연구의 세부사항

장기 이식은 수혜자의 면역체계가 이식된 장기를 거부하는 문제를 가지고 있습니다. 이를 방지하기 위해 수혜자는 평생 동안 면역억제제를 복용해야 합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 과학자들은 돼지의 신장을 이식하는 동시에 돼지의 유전자를 변형하여 장기 거부 가능성을 줄이는 방법을 연구하였습니다.

 

유전자 변형 돼지 신장 이식의 성공

이번 연구에서 과학자들은 돼지의 유전자를 변형하여 장기 거부 가능성을 줄였습니다. 이로 인해 실험 동물이 인간이 견딜 수 있는 양의 면역억제제만 복용하면서도 장기를 거부하지 않았습니다. 이는 이전의 돼지 대 영장류 기증 실험에서는 보지 못한 결과로, 이번 연구가 인간 장기 기증 실험으로 전환될 수 있음을 시사합니다. 유전자 변형의 세부사항 연구팀은 돼지의 세 가지 유전자 변형이 중요하다고 밝혔습니다. 첫 번째는 돼지의 신장이 만드는 글리콜 항원이라는 설탕 분자로 구성된 사슬 모양 구조를 없애는 것입니다. 이 항원은 수용자의 신체가 신장을 거부하도록 유발할 수 있습니다. 과거에 다른 연구팀들도 이 유전자 편집을 시도하였지만, 수용한 동물은 오래 살지 못했습니다. 그러나 이번 연구에서는 두 가지 추가적인 유전자 편집이 원숭이의 생존 기간을 연장하는 데 핵심적인 역할을 했다고 연구자들은 말했습니다. 이번 연구는 유전자 편집 기술을 이용한 돼지 신장 이식이 장기 기증의 새로운 방안이 될 수 있음을 보여줍니다. 이 연구가 성공적으로 진행됨에 따라, 장기 기증을 기다리는 많은 환자들에게 새로운 희망을 줄 수 있을 것입니다.

유전자 편집 돼지 신장 이식 연구의 세부사항과 결과

이번 연구에서는 돼지의 신장을 이식하는 동시에 돼지의 유전자를 변형하여 장기 거부 가능성을 줄이는 방법이 적용되었습니다. 유전자 변형의 세부사항 연구팀은 돼지의 세 가지 유전자 변형이 중요하다고 밝혔습니다. 첫 번째는 돼지의 신장이 만드는 글리콜 항원이라는 설탕 분자로 구성된 사슬 모양 구조를 없애는 것입니다. 두 번째는 신장 거부 경로를 조절하는 7개의 인간 유전자를 삽입하는 것입니다. 마지막으로, 돼지에 잠복해 있거나 비활성 상태인 고대 바이러스 감염의 잔재인 양성형 레트로바이러스를 비활성화하여 장기가 다른 종에 이식된 후에 활성화되는 것을 방지했습니다. 이러한 유전자 변형과 면역억제제의 조합은 실험 동물의 장기 생존을 뒷받침하는 것으로 나타났습니다. 실험 결과 연구팀은 돼지 신장을 20마리 이상의 원숭이에게 이식했지만, 모든 돼지가 모든 유전자 편집을 갖고 있는 것은 아니었습니다. 7개의 인간 유전자가 없이 돼지로부터 신장을 이식받은 원숭이 중 50일 이상 살아남은 원숭이는 한 마리도 없었습니다. 반면에, 완전한 유전자 편집을 받은 원숭이들은 훨씬 더 오래 살았습니다. 다섯 마리는 1년 이상, 한 마리는 2년 이상 살아남았습니다. 그리고 이식된 신장은 두 개의 자연 신장만큼 기능을 발휘하는 것으로 나타났습니다. 이러한 성과로 인해, 연구팀은 미국 식품의약국(FDA)과 협력하여 인간을 대상으로 한 임상 시험을 시작할 수 있는 경로를 마련할 것이라고 말했습니다.

안전성과 논란

그러나 모든 연구에는 도전과 위험이 동반됩니다. 이번 연구도 마찬가지로, 돼지에 행한 광범위한 유전자 편집은 안전성 측면에서 일부 이론적 위험을 가지고 있습니다. 편집의 부작용과 돼지 사이의 일관되지 않은 이식유전자 발현은 평가하기 어려울 것이며 부담스러운 규제 문제를 제기할 수 있습니다. 또한, 인간이 아닌 영장류 모델의 결과가 돼지에서 인간 이식으로 얼마나 잘 전환될지에 관한 논란도 계속되고 있습니다. 이런 논란과 함께, 다른 유전자 변형 돼지-인간 이식 실험도 어느 정도의 성공을 거두었지만, 이식 후 일정 기간이 지나자 환자가 사망하는 경우도 있었습니다. 이번 연구가 인간 장기 기증의 새로운 가능성을 열었지만, 아직 해결해야 할 문제와 도전이 남아있습니다. 이런 문제와 도전을 극복하고, 안전하게 장기 이식을 실현하는 것이 앞으로의 과제입니다.