장기 부족을 완화하기 위해 돼지 간을 인간처럼 만들기

[힘힘]

장기 부족을 완화하기 위해 돼지 간을 인간처럼 만들기

로랑 니르가르드어제

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2022년 12월 8일 화요일, 미네소타주 에덴 프레리에 있는 마이크로매트릭스 실험실에서 기술자가 "감퇴"된 돼지 간을 잡고 있습니다. 이 교외 미니애폴리스 실험실의 작업자를 위한 첫 번째 단계는 돼지 세포를 샴푸로 씻어내는 것입니다. 세포가 용해되고 씻겨 나가면서 기관이 제 기능을 하도록 만든 것입니다. 남은 것은 혈관이 비어 있는 간의 벌집 구조인 고무 같은 발판입니다. (AP 사진/Andy Clayton-King)

EDEN PRAIRIE, Minn. (AP) — 큰 항아리에 떠있는 유령 같은 형태는 불과 몇 시간 전 건강한 기관의 튼튼한 적갈색이었습니다. 이제는 나무의 가지처럼 보이는 반투명한 흰색 튜브입니다.

이것은 점차적으로 인간처럼 보이고 행동하는 돼지 간으로, 생명공학 대체 장기로 국가의 이식 부족 을 완화하려는 과학자들의 오랜 탐구의 일부입니다.

미니애폴리스 교외에 있는 이 연구실의 작업자를 위한 첫 번째 단계는 장기가 작동하도록 만든 돼지 세포를 샴푸로 씻어내는 것입니다. 남은 것은 혈관이 비어 있는 간의 벌집 구조인 고무 같은 발판입니다.

이식할 수 없는 기증된 장기에서 채취한 다음 인간 간 세포는 그 껍질 안으로 다시 스며 나올 것입니다. 그 살아 있는 세포는 발판의 구석구석으로 이동하여 기관의 기능을 다시 시작합니다.

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Miromatrix의 CEO인 Jeff Ross는 "우리는 본질적으로 장기를 재생합니다."라고 말했습니다. "우리 몸은 더 이상 그것을 돼지 기관으로 보지 않을 것입니다."

대담한 주장입니다. 2023년 언젠가 Miromatrix는 그것을 증명하기 위해 생체 공학 장기에 대한 동종 최초의 인간 테스트를 계획하고 있습니다.

식품의약국이 동의하면 초기 실험은 환자의 신체 외부에서 이루어집니다. 연구원들은 간 기능이 갑자기 저하된 사람의 혈액을 일시적으로 걸러내기 위해 병원 침대 옆에 돼지로 변한 인간의 간을 놓았습니다. 그리고 그 새로운 "간 지원"이 효과가 있다면 결국 생체 공학 장기 이식(아마도 신장)을 시도하는 데 중요한 단계가 될 것입니다.

과학

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간 보조 연구에 이미 참여를 계획하고 있는 여러 병원 중 하나인 뉴욕 마운트 시나이 병원의 이식 책임자인 Dr. "이것은 아마도 이종이식(xenotransplantation)이나 동물 장기를 사람에게 직접 이식하는 것보다 가까운 미래일 것입니다.

105,000명 이상이 미국에서 장기 이식 대기자 명단에 올라 있습니다. 수천 명이 그들의 차례가 되기 전에 죽을 것입니다. 수천 명 이상은 목록에 오르지 못하며 너무 긴 기회로 간주됩니다.

새로운 기술, 새로운 장기 공급?

105,000명 이상이 미국에서 장기 이식 대기자 명단에 올라 있습니다. 수천 명이 그들의 차례가 되기 전에 죽을 것입니다. 또 다른 장기 공급원을 찾기 위해 Miromatrix는 생체 공학 장기에 대해 연구하고 있습니다. 2023년 언젠가 Miromatrix는 이를 증명하기 위해 최초의 인간 테스트를 계획하고 있습니다. (AP 비디오/Shelby Lum, AP 애니메이션/Marshall Ritzel)

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"우리가 사용할 수 있는 장기의 수는 결코 수요를 충족시킬 수 없을 것입니다."라고 피츠버그 대학 의료 센터의 이식 외과 의사인 Dr. Amit Tevar가 말했습니다. "이것이 우리의 좌절입니다."

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그래서 과학자들은 또 다른 장기 공급원으로 동물을 찾고 있습니다. 메릴랜드의 한 남자 는 지난 1월 돼지로부터 세계 최초로 심장 이식을 받은 후 두 달을 살았습니다 . 돼지는 유전자 변형 동물로 장기가 인간의 면역 체계로부터 즉각적인 공격을 촉발하지 않았습니다. FDA는 유전자 편집 돼지의 신장이나 심장을 이용한 추가 이종이식 실험을 허용할지 여부를 고려하고 있다.

생명 공학 장기는 현저하게 다릅니다. 특별한 돼지가 필요하지 않고 도축장에서 남은 장기만 있으면 됩니다.

"그것은 장기적으로 우리가 인간에게 사용할 수 있는 장기의 발달에 기여할 가능성이 매우 높은 것입니다."라고 Pittsburgh의 Tevar는 말했습니다. 그는 Miromatrix와 관련이 없으며 계획된 체외 테스트는 초기 첫 단계일 뿐이라고 경고했습니다.

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Miromatrix 접근 방식은 2000년대 초 재생 의학 전문가인 Doris Taylor와 당시 미네소타 대학의 Harald Ott 박사가 죽은 쥐의 심장을 완전히 탈세포화하는 방법을 개척한 연구에서 비롯되었습니다. 그 팀은 아기 쥐의 미성숙한 심장 세포를 발판에 심었고 결국 작은 장기를 박동하게 하여 국제적인 헤드라인을 장식했습니다.

빨리 감기, 그리고 현재 대학 스핀오프인 Miromatrix는 변태의 다양한 단계에서 간과 신장에 체액과 영양분을 펌핑하는 큰 주전자 줄을 앉아 있습니다.

로스는 돼지 세포를 제거하면 잠복해 있는 동물 바이러스나 과대 거부 반응과 같은 이종 이식의 위험을 일부 제거할 수 있다고 말했습니다. FDA는 이미 세포가 제거된 돼지 조직이 외과용 메쉬를 만드는 데 사용하는 다른 목적을 위해 안전한 것으로 간주하고 있습니다.

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더 복잡한 것은 인간 세포가 인계받는 것입니다.

Ross는 "우리는 수십억 개의 세포를 한 번에 기관에 밀어 넣을 수 없습니다."라고 말했습니다. 천천히 주입하면 "세포가 기어다니다가 올바른 환경을 보면 달라붙습니다."

인간 세포의 출처: 이식되지 않을 기증된 간과 신장. 작년에 미국에서 기증된 신장의 거의 4분의 1이 폐기되었습니다.

기증 단체가 장기를 제공할 때 충분한 세포가 여전히 기능하는 한 Miromatrix 생물학자는 사용 가능한 세포를 분리하여 실험실 접시에서 증식시킵니다. 회사는 구조된 인간 장기 중 하나에서 여러 돼지 간 또는 신장 발판, 예를 들어 혈관을 채우거나 폐기물을 걸러내는 종류의 다른 작업을 담당하는 세포를 다시 채울 수 있는 충분한 세포를 성장시킬 수 있다고 말합니다.

2021년에 Miromatrix와 Mayo Clinic의 연구원들은 생체 공학 간 버전을 돼지에 성공적으로 이식했다고 보고했습니다.

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그것은 생명을 위협하는 응급 상황인 급성 간부전 환자의 혈액을 걸러내기 위해 생체 공학 간을 사용하여 투석과 유사한 "간 보조" 치료법을 테스트하기 위한 단계를 설정했습니다. 환자가 빠른 이식을 받을 만큼 운이 좋지 않다면 의사는 이제 지원 치료 외에는 거의 제공할 수 없습니다.

Mount Sinai의 Florman은 “고비를 넘을 수만 있다면 실제로 회복할 수 있을 것입니다. "그들이 첫 번째 환자를 등록하면 흥분될 것이고 그것이 우리와 함께 있기를 바랍니다."

테스트가 얼마나 빨리 시작될 수 있는지는 확실하지 않습니다. FDA는 최근 Miromatrix에게 연구 신청에 대해 몇 가지 질문이 있다고 말했습니다.

체외 간 실험이 효과가 있다면 다음은? 수술이 실패할 경우 환자가 투석으로 생존할 수 있기 때문에 언젠가는 생체 공학 장기(신장) 이식을 시도하는 것을 목표로 더 많은 연구가 진행되고 있습니다.

신장 재성장이 그리 멀지는 않았지만 Mount Sinai의 신장 이식 전문가인 Dr. Ron Shapiro는 지금까지의 진행 상황에 "완전히 놀랐습니다"라고 말했습니다.

그는 "신장을 얻기 위해 몇 년을 기다리고 죽을 가능성이 있는" 투석 중인 많은 고령 환자들을 치료합니다.