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2015년 11월 27일 12시 39분 KST | 업데이트됨 2015년 11월 27일 12시 40분 KST

진짜 성대와 똑같은 실험실에서 배양한 성대(영상)

위스콘신-매디슨 대학교의 팀이 천연 조직처럼 진동하고 소리를 낼 수 있는 성대 조직을 생체 공학으로 만들어 냈다. 최초의 성과다.

11월 18일에 변형재생과학저널(Science Translational Medicine)에 발표된 연구에 의하면 언젠가 성대를 다친 환자, 암 수술이나 부상으로 성대를 잃은 환자들이 이 조직을 이용해 목소리를 재생할 수 있을지 모른다.

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“조직이 어찌나 잘 기능하는지 놀랐고 심지어 충격까지 받았다. 연구에 참여하는 이유는 늘 최상의 결과를 바라기 때문이지만, 이렇게까지 정교하게, 실제 성대와 비견할 수 있을 정도로 잘 기능할 거라는 기대는 없었다.” 위스콘신-매디슨 대학교 언어 병리학자이자 이번 연구를 주도한 네이선 웰햄 박사가 허핑턴 포스트에 설명했다.

연구자들은 인간 성대 조직을 구성하는 세포들을 모아 정화한 다음 배양해서 3D 콜라겐 구조물에 넣었다.

2주 동안 세포는 구조물 속에서 계속 성장했다. 세포들은 인간 성대의 형태가 되었고, 건강한 성대 조직과 점도와 탄성이 비슷했다.

“처음 이 조직을 만들었을 때 느낌이 보통 성대 조직과 비슷해서 놀랐다. 그때 나는 처음으로 이 조직을 만져보고, 맙소사, 이거 정말 진짜 같다, 테스트를 해봐야겠다는 걸 깨달았다.”

연구자들은 연구실에서 만든 조직을 죽은 개에게서 떼어 낸 후두에 달아 기능을 시험해 보았다. 개의 후두는 인간의 후두와 크기가 비슷하고 같은 방식으로 진동한다고 웰햄은 말했다.

성대 조직을 후두에 달고 인공 호흡기에 연결한 다음, 목소리를 내보려고 따뜻한 공기를 불어넣었다. 아래 영상에서 실험을 볼 수 있다.

이들은 연구실에서 배양한 조직이 진동하며 살아있는 인체의 자연 조직과 비슷한 소리를 냈다고 한다. 연구자들은 인간의 면역 체계를 갖도록 조작된 실험용 쥐에게 조직을 이식한 결과 면역 체계가 연구실에서 배양한 조직을 받아들였다고 한다.

“이건 생체 공학 조직이 실제 조직과 비슷하다는 증거다.” 소재 전문가이자 같은 대학의 생물학 시스템 엔지니어인 이번 연구 참가자 순다람 구나세카란 박사가 허핑턴 포스트에 설명했다.

이들에 의하면 미국에서만 약 2천만 명이 음성 장애가 있고, 성대 조직에 손상을 입은 사람들도 많다고 한다.

성대 조직 손상이나 손실 때문에 말하는 데 어려움이 있는 환자들에게 생체 공학으로 만든 조직을 이식하면 말을 할 수 있게 될 수 있다고 이들은 결론 내렸다.

인공 성대를 단다고 해서 억양이나 높낮이 같은 본래 목소리의 뉘앙스에 엄청난 영향은 없을 것이다. 입, 목구멍, 심지어 뇌 등 여러 다양한 요소가 발성에 영향을 준다고 웰햄은 말한다. 그러나 장애가 있는 사람들은 이식 받은 성대를 통해 목소리를 더 잘 통제할 수 있을 것이다.

“이건 첫 걸음이다. 내일 당장 인간에게 이식할 수 있는 건 아니다. … 이런 접근은 미래의 희망을 약속한다.”

다음 단계는 산 동물들에게 인공 성대를 이식하는 것이다. 그 다음은 인간 대상 임상 실험, FDA 승인이라고 사이언스 지는 보도했다.

필라델피아 드렉셀 의대의 이비인후과장 로버트 사탈로프 박사는 이번 연구에 관여하지 않았으며 사이언스에 다음 단계는 말로는 쉽지만 실제로 이루긴 쉽지 않다고 말했다.

“손상된 성대 점막을 정상적으로 기능하는 새 조직으로 교체하기까지는 갈 길이 멀다.” 사탈로프의 말이다. 그는 이번 연구가 ‘훌륭한 시작’이라고 덧붙였다.

*본 기사는 허핑턴포스트 US의 'These Lab-Grown Vocal Cords Sound Like The Real Thing'을 번역 편집한 것입니다.

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