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동물실험을 대체할 장기칩과 오가노이드

2022-04-12 12:00:18 이종태 기자 이종태 기자 leejt@kpanews.co.kr

청년기자단 이순신 기자

동물실험은 윤리적인 문제뿐만 아니라 동물과 사람의 생물학적 차이로 인한 한계를 가지고 있다. 이는 인간의 세포를 직접 배양해 테스트하는 다양한 시험 방법으로 대체되고 있다. 

세포를 이용하는 시험법들은 윤리적이고 경제적이며 인간의 세포를 이용한다는 장점이 있지만 여전히 인간의 생체 기관을 제대로 흉내 내지 못한다는 단점이 존재했다. 

동물의 희생 없이 효과적으로 실험하기 위해 고안된 것이 바로 장기칩(organ-on a chip)과 오가노이드(Organoid)이다.

- 장기칩(Organ-on-a-chip, OOC)

장기칩이란 인간의 조직 세포를 직접 칩에 배열하고 신체와 비슷한 환경을 구성한 USB만 한 작은 플라스틱 칩이다. 

장기칩은 종류도 다양한데, lung-on-a chip(폐의 환경을 흉내 낸 칩), kidney-on-a chip(신장의 환경을 흉내 낸 칩), bone marrow-on-a-chip(골수의 환경을 흉내 낸 칩), bone marrow-on-a-chip(골수의 환경을 흉내 낸 칩) 등이 있다. 

폐 장기칩을 보면 가운데에 다공성 세포막 구조를 경계로 한쪽 면은 폐세포가, 다른 한쪽 면에는 모세혈관세포가 존재한다. 폐세포가 배열된 통로에는 공기를 주입시키고, 모세혈관세포가 배열된 통로에는 혈액을 주입시키며 폐의 환경을 흉내 낸다.


- 오가노이드(Organoid)
오가노이드란 동물실험을 대체할 또 다른 기술이다. 이는 줄기세포를 이용해서 장기를 만들어낸다는 점이 장기칩(OOC)와 다르다. 이 역시 특정 장기를 흉내 내고 심지어는 질병을 가진 장기도 구현해 낼 수 있다.

이러한 기술들의 장점은 동물실험에 비해 경제적이고 매우 속도가 빠르다. 또한 조작법이 간단해 기술적 지식이 필요하지 않고 누구나 쉽게 사용할 수 있다. 

그러나 아직 신체구조를 완전하게 구현하기 힘들다는 한계도 존재한다. 실제 다양한 기관들이 유기적으로 상호작용을 해야 하는데 전체 몸을 구성하지는 못했다. 

이미 많은 제약회사에서 장기칩과 오가노이드로 일부 실험을 대체하고 있다. 더 정교한 기술로 인간의 전체 장기를 흉내 낼 장기칩과 오가노이드가 불러올 변화를 기대해보자.

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