우주서 ‘인공심장’ 제작 도전… 누리호와 함께 ‘K-우주 의생명공학’ 첫 걸음

박찬흠 한림대병원 교수팀, 우주생물학 연구탑재채 ‘바이오캐비넷’ 개발 27일 누리호 4차 발사 주탑재위성에 실어… 우주서 인공장기 형성 검증 "우주 환경에서 인간의 인공심장을 제작할 수 있을까?" 오는 27일 새벽 누리호 4차 발사에는 인공장기 제작을 위한 우주생물학 연구탑재체 '바이오캐비넷'이 주탑재위성인 차세대중형위성 3호에 실려 우주로 향한다. 박찬흠 한림대춘천성심병원 이비인후과 교수(한림대 나노바이오재생의학연구소장) 연구팀이 개발한 바이오캐비넷은 가로 790㎜·세로 590㎜·높이 249㎜의 무게 55㎏로, 바이오 3D프린터와 줄기세포 분화 배양기를 포함한 첨단 연구탑재체다. 우주환경에서 자동으로 인간의 인공심장을 제작할 수 있도록 설계된 것으로, 우주 공간에서 생체조직을 신속히 제작해 질환 반응성을 확인하기 위한 '우주의료 기술' 실증을 목표로 한다. 우주 환경은 새로운 신약개발과 미래 바이오 경제 창출의 새로운 공간으로 주목받고 있다. 우주 미세중력은 약물 결정화에 최적화된 조건을 제공해 불순물이 없는 고순도 항암제 생산이 가능하다. 이 때문에 머크, 화이자 등 글로벌 제약사들은 국제우주정거장(ISS)에 수 조원을 투입한다. 특히 우주 환경은 줄기세포의 생존과 심장 조직 형성 가능성을 검증할 수 있는 최적의 기반을 제공한다. 박 교수팀은 심장이 우주인에게 가장 먼저 손상될 가능성이 높은 장기로 보고, 장기 체류를 위한 치료 및 예방책 개발을 위해 연구를 시작했다. 연구팀은 발사 충격과 우주 환경에서 안전하게 세포를 배양·분화하는 것을 모니터링하는 바이오캐비넷을 개발했다. 사람이 개입할 수 없는 환경에서도 완전 자동으로 작동하는 3D 프린터를 직접 제작했다. 바이오캐비넷에는 역분화 심장 줄기세포를 이용해 심장 조직을 3D프린팅하고, 세포가 스스로 박동하는 과정을 관찰하는 '바이오 모듈'이 실렸다. 실제 심장 세포와 거의 동일한 기능을 재현해 인체에 활용 가능한 인공 심장조직체다. 편도에서 유래한 줄기세포 모듈도 탑재됐다. 인체에서 대량으로 줄기세포를 채취할 수 있으면서 다양한 세포로 분화할 가능성이 높은 편도 유래 줄기세포를 통해 우주에서 혈관질환 치료에 활용할 수 있는지 확인할 예정이다. 바이오캐비넷의 임무 수행기간은 60일이며, 세포 상태와 연구 목적에 따라 최대 1년까지 연장된다. 박 교수는 "바이오캐비넷은 앞으로 심혈관질환치료를 위한 인공장기 제작 연구의 기초 자료 확보에 크게 기여할 것"이라며 "단순한 실험장비를 넘어 우주의 압력·온도·방사선 등 영향을 받은 바이오 환경 데이터를 국내 최초로 확보, 우주 의생명 연구 분야에서 국가적 자산으로 평가받는 첫 사례가 될 것"이라고 말했다. 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr