국내 연구진이 개발한 우주생물학 연구 탑재체가 누리호에 실려 우주로 향한다. 줄기세포를 활용한 바이오 모듈이 우주에서도 정상적으로 분화할 경우 향후 심혈관 질환 치료를 위한 인공장기 제작 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.
한림대춘천성심병원은 박찬흠 이비인후과 교수 연구팀이 개발한 우주생물학 연구 탑재체 ‘바이오캐비넷’이 차세대 중형 위성 3호기에 탑재돼 이달 27일 누리호 4차 발사를 통해 우주로 쏘아 올려진다고 24일 밝혔다.
무게 55㎏, 크기 790×590×249㎜로 제작된 바이오캐비넷은 바이오 3차원(3D) 프린터와 줄기세포 분화 배양기를 포함한 첨단 연구 탑재체다. 우주 환경에서 자동으로 인간의 인공 심장을 제작할 수 있도록 설계됐다. 신속한 진료가 어렵고 지구 귀환에 많은 시간과 비용이 소요되는 우주공간에서의 한계를 극복하고 생체 조직을 신속히 제작해 질환 반응성을 확인할 수 있는 ‘우주 의료기술’ 실증이 목표다. 임무 수행 기간은 60일이며 세포 상태와 연구 목적에 따라 최대 1년까지 연장 가능하다.
박 교수는 발사 과정의 충격과 우주 환경에서도 안전하게 세포를 배양하고 분화시키며 모니터링할 수 있는 시스템을 직접 고안했다. 국제우주정거장 사용 권한이 없는 한국의 현 상황을 고려해 사람이 개입할 수 없는 환경에서도 완전 자동으로 작동하는 3D 프린터를 직접 제작했다.
탑재체에는 두 가지 바이오 모듈이 있다. 첫 번째 모듈은 역분화 심장 줄기세포를 이용해 심장 조직을 3D 프린팅하고 세포가 스스로 수축하며 박동하는 과정을 관찰한다. 이 세포는 사람의 체세포를 심장 세포와 조직으로 자라는 원시세포인 줄기세포로 역분화시킨 것으로, 실제 심장 세포와 거의 동일한 기능을 재현할 수 있어 인체에 실제 활용도 가능하다. 두 번째 모듈은 편도에서 유래한 줄기세포를 사용한다. 편도는 인체에서 대량으로 줄기세포를 채취할 수 있는 조직으로 면역 기능 및 줄기세포 생존력이 높고 다양한 세포로 분화할 가능성이 높아 혈관 세포 분화가 가능하다. 우주 환경에서도 안정적으로 혈관 분화를 확인한다면 지상 및 우주에서 혈관 질환 치료에 활용될 수 있다.
박 교수는 이번 바이오캐비넷 발사를 발판으로 우주 의생명공학 연구를 확장해나갈 계획이다. 2027년 발사 예정인 인공위성 기반 약물 스크린 플랫폼 ‘바이오렉스’도 개발하고 있다. 지구에서 악성도가 가장 높은 뇌종양인 교모세포종을 우주 궤도에서 배양하고 새로 개발된 항암제의 미세 중력과 우주 환경에서의 약물 효용성 기전을 규명하는 데 목표를 둔다. 박 교수는 “우주개발은 당장 수익이 나는 것은 아니지만 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 인터넷처럼 미래에 거대한 파급력을 지닌 기술을 낳는 분야로 지속적인 국가적 투자가 필요하다”며 “이번 연구를 계기로 대한민국 우주 의생명공학 분야의 새로운 장을 열겠다”고 포부를 밝혔다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
realglasses@sedaily.com
