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미국 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 연구진은 마이크로바이옴(microbiome)이 생존할 수 있는 새로운 플랫폼을 개발했고, 이것은 파킨슨병을 치료하는데 큰 도움을 줄 것이다. 마이크로바이옴은 우리 몸에 살고 있는 수조 개의 박테리아 집단을 의미한다. 미생물 군집은 지문처럼 각각 독특하다. 과학자들은 마이크로바이옴이 우리의 건강과 일상생활에 어떤 영향을 끼치는지를 조사하고 있다. 한 예로 뇌와 장 속의 박테리아 간에 분명한 연관관계가 존재한다. 뇌(腦)-장(腸)의 '축(axis)'은 파킨슨병, 우울증, 과민성 대장 증후군과 같은 질병에 영향을 끼친다고 알려져 있다. 그러나 뇌-장 축에 대한 많은 연구들은 검사 가능한 장 모델이 없다는 큰 문제로 인해서 정체되어 있다. 현재 사용되고 있는 플랫폼은 대규모 연구에서 인간 내장을 정확하고 저렴하게 모방할 수 없다. 이번 연구진은 완벽한 인공 내장을 만드는 것을 목표로 연구를 수행했다. 기계적인 측면에서 한 가지 문제는 어떻게 결장을 모방하는가에 대한 것이다. 이것은 대장 속의 박테리아가 많은 생태학적 틈새를 만들기 때문이다. 인간의 내장에는 다양한 유형의 100조 개의 미생물 군집이 존재하다. 예를 들어, 특정 유형의 박테리아는 산소가 존재하는 상태에서 죽는 반면에 다른 유형의 박테리아는 생존한다. 또한 서로 다른 종류의 박테리아가 자랄 수 있도록 단단한 점액과 부드러운 점액을 포함하고 있다. 마이크로바이옴 샘플을 적절하게 유지하고 관리하면서 테스트하려면 단일 플랫폼에서 모든 조건을 만족할 수 있어야 하는데 쉬운 일이 아니다. 지금까지는 마이크로바이옴 시료를 배양하고 유지할 수 없었다. 마이크로바이옴을 유지할 수 있다면, 독소와 치료제를 추가함에 따라 마이크로바이옴이 어떻게 변하는지를 확인할 수 있을 것이다. 이번 연구진은 이런 문제를 해결하기 위해서 투과성 실리콘 고무와 폴리스티렌과 같은 서로 다른 플라스틱으로 플랫폼을 만들었다. 이런 플라스틱은 모두 저렴하고 빠르게 시제품으로 만들어질 수 있다. 플랫폼은 장내의 산소와 점막 구배를 모방해서 만들어져야 한다. 이번에 개발된 최종 시스템은 두뇌-장 축에 대한 새로운 연구에 적용할 수 있고 현재 및 새로 등장하는 병원체에 대한 치료제 개발과 생물학적 전쟁 방지에도 적용될 수 있을 것이다. 이번 연구진은 앨라배마 대학(University of Alabama at Birmingham), 노스이스턴 대학(Northeastern University), 캘리포니아 대학(University of California at San Francisco)의 연구진과 함께 파킨슨병과 뇌-장 축과의 연관관계를 조사하고 있다. 즉, 파킨슨병에 걸린 사람과 그렇지 않는 사람으로부터 마이크로바이옴 샘플을 채취하고, 이것을 이번에 개발한 인공 창자에 배양함으로써 어떤 영향을 끼치는지를 조사하는 것이다. 목표는 특정 독소에 노출된 미생물들이 파킨슨 질병을 발생시키는 신경 손상을 유발하는지를 아는 것이다. |
