망막은 아기가 자궁에 있는 단계에서 발달한다. 이런 이유로 지금까지 망막이 생성되는 모습을 관찰, 연구하는 건 어려웠다. 그런데 존스홉킨스대학 연구팀이 지금까지 무리라고 생각되던 실험실에서 망막을 만드는 것에 도전장을 내 색맹이 어떻게 생겨나는지 연구를 진행했다고 한다. 이번 연구 결과는 시각장애인이나 녹내장 등 치료에 도움이 될 전망이다.
연구팀에 따르면 시험관에서 3차원적인 기관인 망막 오가노이드(Organoid)를 만드는 건 어렵다. 완성까지 몇 년에 이르는 시간이 걸리는 건 물론이다. 미숙한 망막 세포를 오가노이드로 키우려면 1년이 필요하다고 한다. 망막 오가노이드가 성장하고 몇 주가 지나면 조금씩 자립을 해가지면 첫 일주일은 매일같이 관리를 할 필요가 있다. 물론 운이 좋다면 세포를 자궁 아기에게 있는 것 같은 입체 구조로 성장시킬 수 있다.
원래 연구팀은 이를 위해 파리의 시각 관련 연구를 진행하고 있었다. 하지만 동물, 예를 들어 쥐는 빨간색을 인식할 수 없다. 다시 말해 인간의 색각이 어떻게 발달했는지 알려면 인간의 망막을 실험실에서 직접 생성해야 한다는 얘기다. 이런 이유로 연구팀은 인간의 망막을 실험실에서 성장시키는 연구를 시작했다고 한다.
인간의 태아에서 가장 먼저 발달하는 건 청색을 인식하는 세포이며 그 다음은 적색과 녹색 인식 세포가 발달한다고 한다. 동물을 대상으로 한 연구에선 색상을 인식하는 원추세포 발달에는 갑상선 호르몬 기능이 관련이 있다고 한다. 연구팀은 시험관에서 발달하는 세포에 갑상선 호르몬을 주입하고 지켜봤는데 갑상선 호르몬 주입 상태에서 오가노이드는 적색과 녹색을 인식할 수 있는 침상체가 더 만들어졌다고 한다.
이후 갑상선 호르몬이 색각을 왜 창출할 수 있게 됐는지 몇 년에 걸쳐 확인을 진행했지만 왜 침상체가 녹색과 적색 인식만 더 발달시키는 지는 알려지지 않았다. 어떻게 색각이 발달하는지에 대한 이해는 시각장애인이나 환반변성 치료에 도움이 될 것으로 기대된다. 연구팀은 이 연구 목표를 위한 한 가지 목표로 색맹인 사람들에게 색각을 되찾아주는 것을 든다. 이번 연구를 통한 이해가 기존 색맹 치료 연구를 가속시킬 것으로 보고 있다. 또 다른 목표는 망막 오가노이드를 이용해 녹내장과 환반병성 등 실명을 일으키는 질병을 이해하는 것이다.
연구팀은 실험실에서 새로운 망막 오가노이드를 만드는 걸 기대하고 있다. 연구를 시작할 때만 해도 실험실에서 망막을 만들어낼 수 있다는 생각에 회의적이었지만 이번 연구 결과에 따라 새로운 치료법이 생길 것이라는 기대감이 높다고 한다. 미국 국립안연구소(National Eye Institute)는 새로운 망막 오가노이드 개발을 위해 상금 100만 달러를 내건 과학대회를 후원하고 있기도 하다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.