냉동인간 해동기술 이제 임박? 100일 냉동후 이식성공

미국 미네소타대 연구진이 급속 냉동한 쥐의 신장. 동결 보호액을 사전에 주입해 냉동 과정에서 얼음이 생기지 않도록 하였으며. 나중에 자기장으로 90초 만에 해동해 다른 쥐에 이식하는 데에도 성공했습니다

미국 미네소타대 존 비쇼프 교수 연구진은 국제 학술지 '사이언스 중개의학' 최신호에 "나노 입자를 이용해 냉동한 사람과 동물의 생체 조직을 손상 없이 신속하게 녹이는 데 성공했다"고 밝혔습니다. 기증받은 심장과 폐가 상당 부분 폐기되는 것은 저온 보관할 수 있는 최대치가 4시간에 불과하기 때문입니다. 아예 냉동을 하면 장기 보관이 가능하지만 이 경우 녹이는 과정에서 얼음 결정이 다시 생겨 조직을 손상합니다. 이런 단점을 극복하기 위해 연구진이 도입한 것이 유리화 동결입니다.

 

 

현재 정자나 난자를 냉동할 때는 유리화 동결을 하고 있습니다. 정자나 난자를 글리세롤 같은 동결 억제 용액에 먼저 담고 세포의 물이 빠져나가고 대신 농도가 높은 동결 억제 용액이 그 자리를 채우게 됩니다다. 동결 억제 용액이 세포 속에 들어가면 냉동해도 물이 얼지 않고 유리 같은 비결정 상태가 됩니다. 하지만 지금까지는 유리화 동결을 1㎖ 용량밖에 하지 못했습니다. 신속하게 녹일 방법이 없었기 때문입니다. 정자나 난자, 배아는 이 정도 용량으로도 가능하지만 심장이나 폐 같은 큰 장기는 불가능한 상태였습니다.

 

연구진은 이번 실험에서 유리화 동결을 50㎖까지 늘렸습니다. 동결 억제 용액에 산화철 나노 입자를 골고루 섞은 게 핵심입니다. 그런 다음 사람 피부 세포와 돼지 혈관, 심장판막을 동결 억제 용액에 적셨다가 얼렸습니다. 또 녹일 때는 자기장을 가했습니다. 이러면 자성(磁性)이 있는 산화철 입자가 빠르게 돌면서 열이 납니다.

실험 결과 이 방식으로 냉동된 조직은 1분 만에 섭씨 200도까지 온도가 올라갔습니다. 종전 방법보다 100배나 빠른 속도입니다. 그러고도 세포나 조직에는 아무런 손상이 없었습니다. 연구진은 조직이 녹으면서 산화철 입자도 밖으로 빠져나갔다고 밝혔습니다. 목표는 심장과 폐 정도 되는 부피 1L까지 유리화 동결을 성공시키는 것입니다.

비쇼프 교수는 "폐기되는 장기의 절반만 환자에게 이식되면 2~3년 안에 장기 이식 대기자가 사라질 수 있다"며 "공정을 최적화해 냉동 장기를 녹이는 것 외에 열을 가해 암세포를 죽이는 치료에도 적용하겠다"고 밝혔습니다. 이동율 차의과대 대학원장은 이번 연구에 대해 "유리화 동결을 대형 장기에 적용할 길을 열었다"며 "이식용 장기 부족 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 획기적 기술"이라고 평가했습니다.

 

냉동 보관 연구가 발전하면 당장 만성적인 이식용 장기(臟器) 부족 문제를 해결할 수 있습니다. 지금은 장기를 꺼내 환자에게 이식하기까지 몇 시간 여유밖에 없지만, 장기 냉동과 해동이 자유로워지면 시간과 장소 제약이 사라질 수 있기 때문이다. 식품에 적용되면 엄청난 에너지를 절약할 수 있습니다. 더 나아가 동면 우주여행의 꿈도 가까워질 수 있습니다.

 

미네소타대 연구진은 같은 방법으로 돼지 신장 냉동과 해동에도 성공했다고 밝혔습니다. 돼지 신장은 사람과 크기가 같다는 점에서 당장 같은 방법이 사람에 적용될 수 있다는 기대가 나왔습니다. 연구진은 5년 내 인체 대상 임상시험을 하겠다고 밝혔습니다.

인간 장기를 냉동 보관했다가 안전하게 해동할 수 있다면 만성적인 이식용 장기 부족 문제를 해결할 수 있습니다. 세계보건기구(WHO)는 장기 이식이 필요한 사람 중 10% 미만만 실제로 이식을 받는다고 추산합니다. 미국에서만 매일 17명이 장기 이식을 기다리다 사망합니다. 장기 기증이 적기도 하지만 어렵게 기증받은 장기도 오래 보관하지 못해 폐기하는 일이 많기 때문입니다.

심장이나 폐는 몸 밖에서 4~6시간만 보관할 수 있고, 간은 8~12시간입니다. 신장은 적출 뒤 하루 정도 견딜 수 있습니다. 환자나 의료진이 바로 옆에 대기하지 못하면 이식할 기회를 얻기 어렵습니다. 실제로 기증받은 심장과 폐의 60%가 제때 수혜자에게 전달되지 못합니다. 장기를 몇 주, 몇 년씩 냉동 보관할 수 있다면 이런 문제를 해결할 수 있습니다. 의료진은 충분한 시간을 갖고 환자에 더 적합한 장기를 찾을 수 있어 이식 수술의 성공 가능성도 커집니다.

같은 방법으로 항암 치료를 받는 여성 환자가 다시 임신할 수 있는 길도 열립니다. 이미 난소를 냉동 보관하겠다는 회사도 나왔습니다, 여성이 항암 치료를 받기 전에 난소를 적출해 냉동 보관했다가 치료 후 다시 이식하는 식입니다. 이미 양을 대상으로 한 실험에 성공했습니다.

 

 

과학자들은 영화나 소설에 나오던 일을 현실로 만들었습니다. 냉동으로 생명체의 시간을 멈추는 것입니다. 사람들은 이식용 장기와 식품의 냉동 보관에 이어 우주인의 냉동 수면까지 현실이 될 수 있다고 기대합니다. 이번에 장기 전체를 냉동했다가 해동하는 데 성공한 미네소타대의 존 비숍 교수는 의료전문지 스탯(STAT) 인터뷰에서 “생물학적 시간을 멈출 수 있다”고 말했습니다.

하지만 그 전에 인체 대상 임상시험을 거쳐야 합니다. 그러려면 냉동 보관했던 장기를 이식하겠다고 나설 환자가 필요합니다. 임상시험이 성공하더라도 엄청난 비용 때문에 장기 이식의 불평등 문제가 불거질 수도 있습니다. 영화에서 그린 미래가 장밋빛 유토피아가 될 수도, 반대로 암울한 디스토피아가 될 수도 있다는 말입니다.