[헬스코리아뉴스 / 박원진] 한림대학교춘천성심병원 이비인후과 박찬흠 교수(한림대학교 나노바이오재생의학연구소장) 연구팀이 국내 최초로 우주에서 암세포를 배양하고 항암제 반응을 관찰하여 세포와 약물의 기전을 밝히는 귀환형 연구 위성체 개발에 나선다.

이번 위성체 개발 연구는 박 교수가 과학기술정보통신부가 지원하고 한국연구재단이 운영·관리하는 ‘2023년 STEAM 연구사업(미래융합기술개발 파이오니어 전략형) 신규과제’에 최종 선정된데 따른 것이다.

중력이 존재하지 않는 우주에서는 세포의 양상이 달라진다. 우주는 지상보다 중력이 약하기 때문에 세포나 단백질 수준의 실험 결과가 지상의 실험과 다르게 나온다. 이번 연구는 중력이 약한 우주 공간의 특성을 활용한 연구다.

우주산업이 앞선 나라에서는 이런 현상을 활용해 우주에서 고순도 신약을 제조하거나 인공장기를 만드는 실험을 하고 있다. 여기에 본격적인 우주 시대를 열고 있는 우리나라도 도전에 나선 것이다.

박찬흠 교수팀은 2027년 발사 예정인 귀환형 인공위성 플랫폼 ‘바이오렉스(BioRexs, Bio Reentry Experimental Satellite)’에 ▲3차원 미세유체 타깃 세포배양 시스템 ▲타깃 세포 배양용 바이오 하이드로겔 ▲우주 의약품 개발을 위한 약물 자동화 평가 시스템 ▲귀환형 바이오 모듈 시스템을 개발하여 탑재시킬 계획이다.

연구팀은 우주 궤도에서 암세포를 배양하고 무중력 환경 아래 암세포 양상 관찰 및 항암제 반응성 분석을 통해 지상국에서 과학데이터를 받아 1차로 분석을 한다. 이후 위성체를 다시 지구로 귀환시켜 정밀 유전자 분석을 통하여 우주 환경에서의 암세포와 미세중력 및 우주 약물 효용성의 기전을 밝히는 연구를 진행한다.

박 교수팀은 본 연구가 성공적으로 이루어진다면, 국내 최초의 귀환형 우주의생명공학 플랫폼을 통해 우주 의약품을 개발할 수 있을 것으로 자신하고 있다.

이번 연구 기간은 2023년 4월부터 2027년 12월까지 4년 9개월이다. 따라서 계획대로라면 우리나라도 대략 3년후에는 항암제 등 우주에서의 의약품 개발 시대가 열리는 것이다.

연구책임자인 박찬흠 교수는 “이번 연구를 계기로 우주의생명공학(Space Bio&Medicine) 분야를 발전시켜 국내 우주산업 관련 대학과 연구소, 산업체, 공공기관과의 인프라를 형성하고 국내 우주산업의 새로운 장을 열겠다”며 “인재 양성은 물론 참여 연구원들의 전문성을 제고하여 다양한 융복합 연구를 이뤄낼 것이고 이는 우주산업의 원동력이 될 것”이라고 말했다.

박찬흠 교수는 현재 차세대중형위성개발사업 중형위성 3호에 탑재될 바이오캐비넷(BioCabinet, 바이오 3D 프린터 및 줄기세포 분화 배양기)을 개발 중이다. 이는 우주인의 가장 흔한 질병인 심혈관 연구를 위한 탑재체이다.

바이오캐비넷은 누리호에 탑재돼 2025년 발사 예정이다. 바이오캐비넷에는 두 종류의 바이오 모듈이 탑재된다. 첫 번째 바이오 모듈은 우주에서 역분화 심장 줄기세포 바이오 3D 프린팅을 통한 심장 모사체의 박동 및 세포 생존을 관찰하며, 두번째 바이오 모듈은 편도 유래 줄기세포의 혈관 세포 분화 및 관찰을 한다. 이러한 기반 연구를 통해 미래에는 우주인에게 치명적인 심혈관 치료가 우주에서 가능할 것으로 기대된다.

이비인후과 의사로서 바이오 3D 프린터와 조직공학을 연구하던 박찬흠 교수는 “2018년 바이오 큐브위성(CubeSat) 및 ISS 국제공동개발연구에 참여한 연구 경험을 바탕으로, 바이오캐비넷 개발 연구뿐만 아니라 이번 귀환형 우주 재생의학 연구 위성체 개발 연구까지 진행하게 되었다”고 말했다.

박찬흠 교수는 추후 스페이스 바이오 분야의 연구로서 △위성체에서 약물 및 조직공학 제형을 제작해서 귀환(Return)할 수 있는 바이오팩토리(BioFactory), △1년 이상 장기간 심우주를 비행하면서 미생물의 미세중력 및 우주 방사선에 생물학적 변화를 관찰할 수 있는 바이오딥(BioDeep), △달 착륙선을 통해 달 먼지 등 달에서의 인류를 위협하고 있는 환경 연구를 위한 바이오루나(BioLunar) 등의 연구를 계획하고 있다. 

한편, 국내 제약회사 중에는 보령이 우주산업 투자에 활발히 나서고 있다. 보령은 올해 3월 20일, 미국 액시엄스페이스(Axiom Space, Inc., Chair. Kamal Ghaffarian)와 조인트벤처(Joint Venture, JV) 설립 협약을 체결하는 등 우수사업을 본격화 하고 있다.

보령 관계자는 26일 헬스코리아뉴스와의 통화에서 “조만간 JV를 설립할 계획”이라며, 지구 저궤도(LEO, Low Earth Orbit)상의 다양한 사업을 추진하기 위한 세부사항을 파트너사와 협의하고 있다”고 말했다.

지구 저궤도(LEO)는 통상 지구의 지상에서부터 2000Km 이하의 상공을 뜻한다. 대부분의 국가 우주 예산이 LEO에 집행되고 있으며 민간 업체의 경쟁도 주로 LEO에서 이뤄지고 있다.

보령과 액시엄스페이스는 향후 이 JV를 통해 액시엄스페이스의 우주 인프라 및 우주 개발 기술을 활용한 다양한 사업 기회를 모색할 계획이다. 액시엄스페이스가 국내를 비롯해 한국 기업 및 정부와 추진하는 모든 사업은 이번에 새롭게 설립될 회사를 통해 이뤄질 예정이다.

보령 관계자는 “JV 설립은 보령이 추진하는 CIS(Care In Space) 사업에서 다양한 우주 관련 기술을 연구·개발 할 수 있는 인프라를 확보하고, 국가적인 측면으로도 지구 저궤도를 활용한 다양한 연구·개발 및 사업 기회를 확대할 수 있다는 데 의의가 있다”며 “이를 통해 국가적인 우주 개발 미션의 수행은 물론, 다양한 회사와의 협업을 통해 우주 연구·개발 관련 시너지를 만들어 낼 계획”이라고 말했다.

업계는 보령이 우주사업을 본격화한 이후, 자사에 특화돼 있는 항암제 등의 개발에도 공을 들일 것으로 보고 있다. <아래 관련기사 참조> 

박원진 다른기사 보기