새 연구: 3D 바이오프린팅으로 COVID-19 등 호흡기 바이러스 연구 혁신

SeoulPOSTECH 정성준 교수팀과 한국화학연구원(KRICT)이 협력하여 3D 바이오 프린팅 기술을 이용한 인공 폐 제작에 진전을 이루었습니다. 이 발전은 연구자들이 호흡기 바이러스를 더 효과적으로 연구하는 데 도움을 줄 수 있습니다. COVID-19 팬데믹은 치료법을 더 빠르고 신뢰성 있게 시험할 수 있는 방법이 필요함을 보여주었습니다.

이 새로운 기술은 세포와 재료를 사용하여 실제와 유사한 조직과 장기를 만듭니다. POSTECH과 KRICT 팀이 만든 인공 폐는 인간의 호흡기를 닮은 세 층으로 구성되어 있습니다.

• 혈관 내피
• 세포외 기질
• 상피

이 인공 폐는 실제 인간의 폐와 비슷한 외형과 기능을 가지고 있으며, ACE2와 TMPRSS2라는 중요한 단백질을 포함하고 있습니다. 이러한 단백질은 COVID-19 바이러스가 세포로 침투하는 데 중요한 역할을 하며, 이 모델은 질병 연구에 매우 유용합니다.

이 모델은 전통적인 2D 세포 배양보다 더 오래 지속되고 더 효과적으로 작동하기 때문에 독특합니다. 이 3D 모델은 감염 후 21일 동안 안정적으로 유지되어 연구자들이 세포 변화와 면역 반응을 더 정확하게 연구할 수 있게 해줍니다. 이러한 관찰 결과는 COVID-19 환자들로부터 얻은 실제 데이터와 일치합니다. 이 모델은 유전자 활동의 변화, 바이러스의 확산 방식, 그리고 신체의 반응 방식을 식별하는 데 도움을 줍니다.

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3D 바이오프린팅된 폐는 약물의 효과를 보다 정확하게 시험할 수 있습니다. 전통적인 2D 방법에서는 약물이 직접 세포에 투여되지만, 이 새로운 방법은 약물이 먼저 조직 장벽을 통과하도록 합니다. 이는 약물이 인체에 전달되는 방식을 더 잘 모방하여 새로운 약물의 효과, 안전성 및 적절한 용량을 테스트하는 데 도움을 줍니다.

3D 바이오프린팅으로 제작된 폐 모델은 코로나19 연구를 넘어 다양한 폐 질환 치료 개발에도 도움이 될 수 있습니다. 높은 정확성과 효율성 덕분에 다양한 약물과 치료법을 신속하게 시험할 수 있어, 약물 개발 시간과 비용을 절감할 수 있습니다. 과학자들은 이 모델을 통해 여러 약물과 치료 효과를 검증할 수 있습니다.

이 기술은 동물 실험의 필요성을 줄여 윤리적 문제를 해결하고, 인간에게 더욱 정확한 데이터를 제공합니다. 또한 새로운 약물이 시장에 출시되는 과정을 가속화하고 규제 결과를 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 프로젝트는 한국연구재단과 한국보건기술연구개발사업의 지원을 받아 호흡기 바이러스 연구에서 상당한 진전을 보이고 있습니다. 현실적인 인간 폐 모델에서 새로운 치료법을 빠르고 정확하게 테스트할 수 있는 능력은 향후 팬데믹에 대비하고 공공 건강 대응 전략을 향상시키는 데 큰 도움을 줄 수 있습니다.