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세포 치료는 질병으로 손상된 세포를 건강한 세포로 대체하는 방법이다. 문제는 이식한 세포가 오래 가지 못한다는 점이다. 과학자들이 해결책을 찾았다. 이식한 세포에 산소를 계속 공급해 수명을 늘리는 방법이다. 숨 쉬는 세포는 만성 질환으로 손상된 세포를 대체해 병을 근본적으로 치료할 것으로 기대된다.
미국 코넬대 생물환경공학과의 마밍린(Minglin Ma) 교수 연구진은 “면역 억제 없이 인슐린 분비 세포에 산소를 추가 공급해 3개월까지 제1닥터제프
형 당뇨병을 치료할 수 있는 이식형 시스템을 개발했다”고 12일 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’에 발표했다. 연구진은 이번 시스템은 당뇨병뿐 아니라 다양한 만성 질환의 치료에도 쓸 수 있다고 밝혔다.
◇인슐린 분비하는 캡슐 이식
마 교수는 1형 당뇨병을 치료하기 위해 다양한 방법을 연구했다. 1형 당뇨병은 인체 면역 와이지- 주식
체계가 췌장의 췌도(膵島)를 외부 침입자로 오인하고 파괴하는 자가면역 질환이다. 췌도는 췌장의 10%를 차지하는 좁쌀 덩어리 모양의 조직이다. 췌장에서 마치 섬처럼 흩어져 있다고 이런 이름이 붙었다.
췌도에 있는 베타 세포는 혈당 조절 호르몬인 인슐린을 분비한다. 1형 당뇨병 환자는 베타 세포가 파괴돼 주사나 펌프를 통해 계속 인슐린을 공엔터기술 주식
급받아야 한다. 인슐린이 없으면 혈액 속의 당분(포도당)이 근육과 조직 세포로 가서 에너지를 만들지 못하고 소변으로 배출된다.
마 교수는 췌도를 캡슐에 넣고 이식해 당뇨병을 근본적으로 치료하는 방법을 찾았다. 그는 2017년 하이드로겔(hydrogel)로 만든 실 모양의 관에 췌도를 넣은 이식 장치를 개발했다. 하이드로겔은 묵이나 젤리처럼네오스펙
물을 많이 함유해 말랑말랑한 고분자 물질이다. 이식형 장치는 당뇨병에 걸린 쥐에서 혈당을 조절하는 데 효과적이었다. 문제는 시간이었다. 마 교수는 “산소 부족으로 이식한 췌도가 2주 안에 죽었다”고 말했다.



췌도 이식 시스템은 산소 발생기(iEOG)와 실 모양의 췌도 캡슐일진다이아 주식
로 구성된다. A. 산소 발생기에서 인체에 있는 수분을 전기분해해 산소를 만든다. B. 췌도 캡슐은 길이 15㎝, 지름 5㎜이다. C. 캡슐의 단면도. 면역세포 공격은 막고 당분을 흡수하고 인슐린을 밖으로 보낸다./Nature Communications


연구진은 미국의 진저(Ginger Inc.) 사와 함께 새로운 이식 장치를 개발했다. 췌도가 담긴 원통형 캡슐에 동전 크기 정도인 산소 발생기를 추가했다. 캡슐 외부는 면역 체계의 공격을 막는 나노섬유막으로 감쌌다. 캡슐의 췌도는 자가면역반응을 일으키지 않고 인슐린을 밖으로 배출하고 당분을 흡수했다. 당뇨병을 근본적으로 치료하는 방법이다.
진저의 린다 템펠만(Linda Tempelman) 박사는 “이번 연구는 개념 증명 차원”이라며 “산소 공급이 이식 세포의 생존에 핵심적인 요인이라는 사실을 증명했다”고 말했다. 연구진은 면역세포의 공격을 막을 수 있는 다양한 재료를 찾고 이를 캡슐에 코팅하는 방법을 개발했다. 템펠만 박사는 “캡슐은 면역 보호 기능을 갖추고 있으며, 막의 오염 없이 장시간 유지된다”고 했다.
◇자가면역 질환 치료에 도움
연구진은 이번 이식 시스템 덕분에 미국에서만 200만명에 달하는 1형 당뇨병 환자가 면역 억제제를 투여하지 않고도 췌도 이식이나 세포 치료를 받을 수 있다고 밝혔다. 세포를 이식한 환자는 혈당 걱정 없이 다른 사람처럼 음식이나 음료를 섭취하고 운동을 할 수 있다고 기대했다.
다음 단계는 쥐보다 큰 돼지에 새 시스템으로 인간의 줄기세포를 이식하는 것이다. 마 교수와 수의대 제임스 플랜더스(James Flanders) 교수는 진저사의 템펠만 박사와 함께 스타트업 퍼시스타 바이오(Persista Bio Inc)를 세우고 만성 질환 치료를 위해 인간에게 다양한 세포 유형을 이식하는 시스템을 개발할 계획이다.
이 회사 대표인 템펠만 박사는 “우리는 사람들이 다른 인간으로부터 유래한 동종 세포나 줄기세포를 이식받아 장기적으로 몸에 부족한 것을 치료하는 시대가 온다고 생각한다”고 말했다.
당뇨병에는 인슐린이 부족하고 통증 조절에는 엔돌핀이 필요하다. 효소가 부족해 생기는 병도 많다. 이렇게 부족한 생체 물질을 만드는 세포를 면역반응 걱정 없이 오랫동안 환자 몸에서 유지하면 다양한 질병을 치료할 수 있다는 말이다.
이종(異種) 장기 이식에도 도움을 줄 수 있다. 과학자들은 만성적인 이식용 장기 부족 문제를 동물에서 답을 찾았다. 인체와 장기 구조와 크기가 비슷한 미니 돼지를 이용하는 방법이다. 가장 먼저 시도된 것이 돼지의 췌도를 당뇨병 환자에게 이식하는 것이었다. 코넬대 시스템은 사람과 다른 돼지의 췌도를 인체 면역 체계로부터 보호하면서 수명을 늘릴 수 있다.
참고 자료
Nature Communications(2025)m DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-62271-2
PNAS(2017), DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1708806115
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