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우주서 키운 교모세포종 오가노이드, 실제 종양 특성 더 잘 재현
알파경제
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미국 노트르담대학교 연구진은 교모세포종 세포와 면역세포를 결합한 3차원 오가노이드를 ISS에서 40일 동안 배양한 뒤 지상 대조군과 비교한 결과 이 같은 사실을 확인했다고 밝혔다.
연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표됐다.
교모세포종은 성인에서 가장 공격적인 원발성 뇌종양 가운데 하나로, 종양 주변에 강한 면역억제 환경을 형성해 치료가 어려운 것으로 알려져 있다.
하지만 기존 지상 오가노이드는 중력에 의한 세포 침강 등의 영향으로 실제 종양의 복잡한 3차원 구조와 면역환경을 충분히 재현하기 어렵다는 한계가 있다.
연구진은 교모세포종 세포에 단핵구 등 골수계 면역세포를 포함한 오가노이드를 우주에서 배양했다.
그 결과 우주에서 성장한 오가노이드는 지상 배양군보다 형태가 균일했으며, 실제 교모세포종에서 관찰되는 공간적 유전자 발현 구조를 더욱 뚜렷하게 나타냈다.
특히 교모세포종 세포와 단핵구를 함께 배양한 오가노이드에서는 질병 진행과 나쁜 예후에 관련된 유전자 발현이 증가했다.
염증과 조직 재구성, 혈관 형성에 관련된 신호도 활성화됐으며, 종양 중심부에서는 중간엽 관련 유전자가, 주변부에서는 염증 관련 유전자가 집중되는 양상이 나타났다.
또한 CXCL12와 LOX-1 등 공격적인 종양 특성과 관련된 단백질의 분비가 증가하면서 실제 진행성 교모세포종과 유사한 면역억제성 미세환경이 형성됐다.
연구진은 미세중력이 암 자체를 치료하는 것이 아니라 실제 종양과 더 유사한 연구 모델을 빠르게 구축할 수 있도록 돕는다는 점에 의미가 있다고 설명했다.
이러한 오가노이드를 활용하면 교모세포종의 진행 기전을 연구하고 새로운 항암제나 면역치료 후보물질을 보다 현실적인 환경에서 평가할 수 있을 것으로 기대된다.
다만 이번 연구는 환자 치료 효과를 검증한 임상시험이 아니라 세포 기반 전임상 연구다.
또한 교모세포종 세포만 배양한 경우에는 일부 공격성 관련 지표가 오히려 낮아지는 등 미세중력의 영향이 세포 구성에 따라 달라졌다.
연구진은 현재 환자 유래 교모세포종과 면역세포를 이용한 추가 ISS 실험을 진행하며 우주 기반 종양 모델이 신약개발에 활용될 수 있는지 평가하고 있다.