장기 이식의 혁명 - 냉동 장기 이식의 첫 성공

냉동된 흰쥐의 신장 (출처-Science)

 

 

 

 

 

 

 

 

지난 6월, 국제학술지 'Science(사이언스)'의 표지로 냉동된 흰쥐의 신장 이미지가 실렸습니다.

그리고 '생명을 멈췄다(Life on hold)'라는 문구를 함께 덧붙였는데요.

 

 

 

미국 미네소타대학 기계공과 존 비숍(John Bischof) 교수와 의대 에릭 핑거(Erik Finger) 교수 연구진은 

실험용 흰쥐의 신장을 급속 냉동 후 100일 동안 보관했다가 해동해 다른 쥐에게 이식하는 데 성공했다고 밝혔습니다.

 

 

오늘은 냉동 장기이식에 대해 간단히 설명하도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 

미네소타대 연구신이 급속 냉동한 쥐의 신장 모습 (출처-조선비즈)

 

 

 

 

 

기증받을 장기가 부족한 것도 문제지만

기증받은 장기의 절반 이상이 이식에 쓰이지 못하고 폐기된다는 사실, 알고 계신가요?

그 이유는 바로 장기 이식이 '시간과의 싸움'이기 때문인데요.

심장과 폐는 6-8시간, 간은 12시간, 신장은 36시간이 이식 가능 데드라인이라고 합니다.

 

 

 

 

 

이러한 이유로 장기를 난자와 정자처럼 급속 냉동하여 보관하기 위해 노력했지만,

세포보다 큰 조직이나 장기 단계에서는 냉해동이 힘들다는 문제점이 있었습니다.

 

 

 

 

 

장기는 그냥 냉동하게 되면 장기 안에 있던 물이 뾰족하게 얼음 결정을 만들며 얼게 되고

이에 의해 세포가 눌리거나 찢겨져 손상을 받게 됩니다. 

게다가 물 분자가 얼면서 생긴 얼음 결정은 해동되는 과정에서

얼음의 재결정화가 되면서 더 큰 얼음이 생성되며 손상될 위험 또한 있는데요.

 

 

 

 

 

정자, 난자, 그리고 수정란의 경우에는 동결 보존액을 넣는

유리화 냉동을 통해 세포가 손상되지 않도록 냉동보관을 하고 있습니다.

하지만 장기의 경우에는 장기 전체에 고르게 동결 보존액을 주입하기 어려울 뿐 아니라

짧은 시간에 해동하기 힘들기 때문에 유리화 냉동이 불가능한 것으로 알려져 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FREEZING AND STORING DONATED ORGANS (출처-google image)

 

 

 

 

 

 

그런데 이번에 미네소타 대학 연구진이 실제 쥐의 신장을

100일 동안 냉동보관 후 이식에 성공한 것입니다.

연구진은 '나노해동법'이라는 새로운 방법을 활용하여 쥐의 신장을 냉해동하였고,

그 결과 이식받은 쥐 다섯 마리의 신장은 약 한 달간 제 기능을 유지하는 것을 확인할 수 있었습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

미네소타 대학 연구진의 연구의 핵심인 '나노해동법'은 철 나노입자와 자석을 이용해 급속 해동하는 방법입니다.

해동이 늦어지면 팽창과 수축하는 부분이 나타나며 조직이 찢어지게 되는데요.

미네소타 대학 연구진은 전자기장 유도를 이용해 금속 물체를 가열하는 기술로 이 문제를 해결하였습니다.

이는 동결보존액을 주입할 때 미세 철 입자도 같이 넣어준 뒤

이후 외부에서 자기장을 걸어주어 1초에 30만 번 방향을 바꾸고,

그러면서 신장 안에 있던 철 입자가 회전하며 열을 내게 되는 원리입니다.

이렇게 하면 약 90처 만에 신장을 해동할 수 있는 것은 물론이고,

장기 내외부의 녹는 속도가 균일해 손상을 최소화할 수 있다고 해요.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

냉동 보존 챔버 이미지 (출처-google image)

 

 

 

 

 

 

이번 연구를 통해 '냉동인간'의 기술이 결코 허황된 이야기가 아닐 수 있게 되었습니다.

현재 냉동보존술은 환자가 사망한 후 냉동 보존하는 정도까지의 기술만 개발되어 있고,

냉동된 신체를 어떻게 해동하며, 환자를 어떻게 깨울 것인지에 대한 기술은 전무한 상황인데요.

 

 

 

 

냉동인간을 깨울 때 세포와 조직이 손상되는 것이 가장 큰 문제였는데,

이번 연구를 통해 이를 해결할 방법에 한 걸음 더 다가선 것입니다.

 

 

 

 

 

현재 1960년대부터 시작된 냉동인간은 전 세계 약 800명이 보존되어 있으며,

국내에도 크리오아시아라는 회사에서 세 명의 냉동인간이 보존되어 있다고 합니다.

앞으로 이러한 연구를 통해 냉동 장기 이식, 그리고 더 나아가

냉동인간에 대한 새로운 세상이 열릴지 관심을 가지고 지켜봐야겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

참고자료

 

https://n.news.naver.com/article/366/0000912789?cds=news_my 

https://m.dongascience.com/news.php?idx=60494 

https://kormedi.com/1606106/%E7%BE%8E-%EC%A5%90-%EC%9E%A5%EA%B8%B0-%ED%95%B4%EB%8F%99-%EC%84%B1%EA%B3%B5-%EB%83%89%EB%8F%99%EC%9D%B8%EA%B0%84%EC%9D%80-%EA%B0%80%EB%8A%A5%ED%95%A0%EA%B9%8C/

https://m.hankookilbo.com/News/Read/A2022080911390000860

https://m.post.naver.com/viewer/postView.naver?volumeNo=32624933&memberNo=30120665