[뉴스스페이스=윤슬 기자] 미국 시애틀의 앨런 세포 과학 연구소가 줄기세포를 스페이스X 팰컨 9 로켓을 통해 국제우주정거장(ISS)으로 보내 우주에서 최초로 심장 및 뇌 오가노이드를 성장시키는 역사적인 실험에 돌입한다.

NASA의 33번째 ISS 상업 보급 임무의 일환으로 2025년 8월 24일(미국 동부시간) 플로리다 케네디 우주센터에서 발사될 예정이다.

NASASpaceFlight, Allen Institute, Nature, GeekWire, Cedars-Sinai Medical Center, OUP Academic, PubMed 등의 보도에 따르면, 이번 연구는 로스앤젤레스 시더스-시나이 메디컬 센터가 주도하며, 근위축성 측삭 경화증(ALS), 파킨슨병, 심혈관 질환 등 난치성 질병 연구에 획기적인 진전을 기대하고 있다.

오가노이드는 1mm 미만의 크기지만 실제 장기의 기능을 모방하는 3차원 세포 집합체로, 지구 중력의 영향을 받아 성장에 한계가 있지만 미세중력 환경에서는 보다 복잡하고 성숙한 구조로 발달할 가능성이 커진다.

이번 실험에 사용된 동결 줄기세포는 콜로라도 바이오서브 스페이스 테크놀로지스(BioServe Space Technologies)가 개발한 특수 ‘플레이트 서식지’에 담겨 ISS에 전달된다. 우주비행사들은 약 한 달간 이 샘플을 돌보면서 성장 과정을 면밀히 기록하며, 실험 종료 후 지구로 되돌려 분석한다.

시더스-시나이의 우주 의학 연구 센터 아룬 샤르마 박사는 “지구 중력은 오가노이드의 3차원 구조 형성을 압축하는데, 미세중력 환경에서는 오가노이드가 더 잘 성장할 것”이라 밝혔다.

이 실험은 우주에서의 줄기세포 연구 가능성을 보여준 과거 연구를 기반으로 한다. ISS에 보내진 뇌 오가노이드가 지상에서 자란 것보다 빠른 성숙 속도와 세포 증식 관련 유전자의 감소, 성숙 관련 유전자의 증가 등 미세중력 환경의 긍정적 효과를 시사하는 결과도 나와 있다.

신경생물학자 진 로링(Scripps Research)은 “유전자 수준에서 미세중력이 세포의 조숙화를 촉진했다”고 평가했다.

이번 프로젝트는 향후 우주에서 조직과 장기를 바이오프린팅하는 길을 여는 시발점이라는 점에서도 의미가 크다. 샤르마 박사는 “우주에 지구 실험실과 동등한 수준의 연구실을 갖추는 것이 꿈”이라고 말했다.

국제우주정거장은, 우주 미세중력 환경을 활용한 신경 및 심장 오가노이드 연구를 통해 지구의 중력 한계를 넘어선 질병 모델링과 약물 치료법 개발에 큰 전환점을 만들 전망이다. ALS, 파킨슨병 등의 난치 신경계질환과 심혈관계 연구에 적용, 질병 연구의 정밀성과 신속성을 동시에 높일 수 있어 의학계의 기대가 크다.

한편, 팰컨 9 로켓은 2025년 6월까지 500회 이상 발사를 달성하는 등 재사용 로켓 기술의 진전을 보여주며 이번 실험을 실어나를 예정이다. NASA와 스페이스X는 발사 당일 오전 2시 25분부터 라이브 스트리밍으로 이번 임무를 중계한다.

이 연구가 성공하면, 우주 기반의 3D 오가노이드 연구가 질병 치료 가능성을 혁신적으로 높이고, 미래 우주 거주와 의료기술 발전에도 새로운 길을 제시할 것으로 기대된다.