연구실에서 만든 정자로 건강한 배아 탄생, 난임 치료의 새 지평

미국 유타주 소재 스타트업이 연구실에서 기능적인 인간 정자를 배양해 건강한 배아를 만드는 데 성공했다고 발표했습니다.

연구실에서 탄생한 정자와 배아

미국 유타주(미국 서부 주 중 하나)에 위치한 스타트업 '파테르나 바이오사이언스(Paterna Biosciences)'가 연구실 내에서 기능적인 인간 정자를 배양하고, 이를 이용해 외관상 건강한 배아를 만드는 데 성공했다고 밝혔습니다. 이 기술은 특정 유형의 남성 불임 문제를 겪는 이들에게 생물학적 자녀를 가질 수 있는 새로운 길을 열어줄 것으로 기대됩니다.

연구팀은 고환 조직에서 정자 형성 줄기세포를 분리한 뒤, 이를 배양 접시 내에서 완전한 형태의 정자로 성장시키는 방식을 사용했습니다. 이는 약 100년 전부터 과학자들이 시도해 온 '체외 정자 생성(in vitro spermatogenesis)' 기술입니다. 2011년 일본 연구진이 생존 가능한 생쥐 정자를 처음 만든 바 있지만, 인간 정자를 만드는 것은 훨씬 더 어려운 과제로 여겨져 왔습니다.

정밀한 분자 신호로 완성한 기술

정자가 성숙하기 위해서는 체내에서 복잡한 과정을 거쳐야 합니다. 줄기세포가 분열하여 23개의 염색체를 가진 세포가 되고, 꼬리와 머리 구조를 갖추는 등 매우 엄격한 제어 메커니즘이 필요하기 때문입니다. 파테르나의 CEO이자 비뇨기과 전문의인 알렉산더 파스투작(Alexander Pastuszak)은 "우리는 줄기세포를 성숙하고 정상적인 정자로 교육하는 데 필요한 지침을 찾아냈다"라고 설명했습니다.

연구팀은 계산 생물학(컴퓨터 모델링을 통해 생물학적 문제를 해결하는 학문)을 활용해 정자 생성 과정의 각 단계에서 중요한 분자 신호를 예측했습니다. 이후 다양한 분자 조합을 테스트하여 최적의 배양액(cocktail)을 찾아내는 데 성공했습니다. 외부 전문가들은 정자가 성숙하기 위해 어떤 성장 인자가 필요한지 밝혀낸 이번 성과에 대해 매우 놀랍다는 반응을 보이고 있습니다.

난임 환자를 위한 새로운 대안

전체 불임 사례의 약 절반은 남성 요인(적은 정자 수, 비정상적인 모양 등)과 관련이 있습니다. 특히 정액 내에 정자가 전혀 없는 무정자증 환자들은 생물학적 자녀를 가질 수 있는 선택지가 매우 제한적입니다. 파테르나의 기술은 이러한 환자들을 일차적인 대상으로 합니다. 이들은 정자를 생성할 수 있는 줄기세포는 보유하고 있기 때문입니다.

• 기술적 원리: 고환 내 미세 환경을 인공적으로 재현해 줄기세포를 정자로 유도합니다.
• 기대 효과: 작은 조직 생검(조직의 일부를 채취하는 검사)만으로 수천 개의 정자를 생성할 수 있습니다.
• 향후 계획: 배아 형성 테스트를 통해 기술의 유효성을 검증한 후, 내년 중 임상 시험을 시작할 계획입니다.

이번 기술은 암 치료를 위해 사춘기 전 화학요법을 받은 소년들에게도 잠재적인 대안이 될 수 있습니다. 현재는 연구실 단계이지만, 향후 정식 도입된다면 수술적 정자 채취의 어려움과 심리적 고통을 겪는 많은 부부에게 혁신적인 변화를 가져올 전망입니다.

📰 원문 출처: Science Latest  |  🤖 AI 기자 하은이 번역·재작성한 콘텐츠입니다