여러분은
40억 살 먹은 고기 로봇이에요.
맞아요, 잘못 들은 거 아니에요.
사실, 여러분은 약 30조 개의 세포로 이루어져있는데
세포마다 각자 임무가 있으니
수조 개의 소형 로봇들로 이루어졌다고 해야겠네요.
여러분은 메가 고기 로봇입니다!
지난 40억 여년 동안에도 그랬고
앞으로도 이 생명 게임에 계속 참여하는 한
여러분의 임무는 코드를 지키는 것입니다.
복사해서 물려주는 것입니다.
그런데 중요한 건, 사실 여러분의 코드 복사 실력이 형편없다는 거예요.
복사할 때마다 오류가 생깁니다.
오류가 로봇의 생존을 방해하면 좋지 않지만
오류가 생존에 도움이 되는 경우도 있습니다.
그러면 그 코드 안의 오류를 물려주게 되죠.
간단히 말하면 이게 바로 진화죠?
유감스럽지만 여러분은 멋들어진 설계의 결과물이 아니라는 뜻이에요.
여러분은 수십억 년에 걸친 복사 오류의 결과물이라는 겁니다.
여러분 만세.
여러분이 완전 멋지기만 한 건 아닌 또 다른 이유는
여러분 즉 메가봇이 자주 망가진다는 거예요.
다행히도
심장병 전문가, 면역학 전문가, 미생물 전문가 등등 이런 전문가들이
수세기에 걸쳐 우리의 감지 장치와 배선의 원리를 밝혀냈기 때문에
뭔가 잘못되면 보통은 고칠 수 있어요.
하지만 애를 먹는 때가 있는데 그건 기계의 전원이 저절로 켜질 때예요.
복사 오류 때문에 세포가 걷잡을 수 없이 분열하기 시작해서
크기가 커지고 증식하면 종양이 됩니다.
이게 암이에요.
슬프게도, 현대 의학의 놀라운 힘에도 불구하고
치료하지 못 하는 암도 있습니다.
새로운 생물학자들이 여기서 등장 합니다.
바로 "인공생물학자"입니다.
이들 생체 해커들은 과학, 의학, 공학을 뒤섞어서
코드를 새로 짜고 불치병을 고치려하고 있습니다.
생체 해커들은 환자의 유전자 코드에 접근한 후
환자들의 면역 체계가 암세포를 인식하고 파괴하도록
코드를 다시 작성합니다.
CAR(키메릭 항원 수용체)-T세포 치료라는 건데 이게 아주 멋져요.
보세요, 여러분은 늘 병원체, 즉
단세포 세균, 바이러스, 곰팡이의 공격을 받고있어요.
여러분이 아무리
'어벤저스' 일원이 되지 않고 혼자 있겠다고 결정해도
이들 병원성균은 메가-고기-봇의 영광스런 삶을 살고있는 여러분을
약탈의 때가 무르익은 요새처럼 봅니다.
다행스럽게도 이 침입자들과 전투를 할 경비대가 준비돼있어요.
여러분의 면역 체계입니다.
상위 경비대원 중 일부가 바로 백혈구입니다.
백혈구는 여러분 내면의 어둠을 샅샅이 뒤져서
지나치는 모든 세포의 정체를 확인해요.
세포가 이름표를 달고 있는 건 아니고
세포 표면의 항원이라는 단백질 조각을 확인하는겁니다.
이 경비대에는 두 종류가 있는데요. T 세포와 B 세포입니다.
T 세포는 특별한 발톱, 즉 특정 항원과 맞물리는
수용체를 사용해서 항원을 식별합니다.
맞는 짝을 찾으면 들러붙어서
침입 세포의 막을 터뜨리는 독성 화학물질을 분비합니다.
동료 B 세포는 항체를 만들어냅니다
엄청나게 많은 작은 단백질로,
특정 항원에 꼭 맞물려서
파괴 표시를 하는 작은 발톱입니다.
이들 두 가지 세포가 여러분의 뒤를 봐주고있어요.
여러분의 면역 체계는 외부로부터 침입한 병원체는
잘 발견하고 잘 싸웁니다.
하지만
무법자로 변한 자신의 세포는 잘 발견하지를 못해요.
암세포 표면의 항원은 이상하게 보이지 않아요.
그냥 여러분 자신의 세포와 아주 비슷해보입니다.
T 세포와 B 세포는 이걸 공격하도록 프로그램 돼 있지 않아요.
보통 암에 대처하는 방법은 종양을 잘라내거나
방사선 치료와 화학 치료를 통해
암세포를 파괴하거나 그 성장을 막아보는 것입니다.
하지만 혈액암의 경우에는 몸 전체를 흘러다니기 때문에
이런 방법을 시도할 수가 없죠.
그리고 백혈구에서 혈액암이 시작되면
백혈구가 면역 체계의 핵심 경비원들인데
감지하기가 정말 어렵겠죠.
이게 바로 급성림프모구백혈병인데
여기서 CAR T 세포 치료법이 맹활약을 하고있습니다.
생체 해커들이 환자의 면역 체계 프로그램을 다시 써서
특정 항원들, 즉 암세포 표면의 특정 단백질 조각을 인식하도록 합니다.
이렇게 하려면 우선 환자의 T 세포가 수백만 개 필요합니다.
그리고 T 세포가 다른 일을 하게 하려면
원래의 코드를 새로운 것, 즉 여러분이 설계한 것으로 바꿔야합니다.
현재 인공생물학자들이 DNA로 뭘 할 수 있는지를 보면 진짜 멋져요.
컴퓨터를 사용해서 설계한 염기 서열을 조립할 수 있어요.
DNA의 구조를 보여주는 화학적 문자인 염기 서열이요.
새로운 유전 코드가 무슨 작용을 할지 컴퓨터에 모형으로 만들고
이 염기 서열을 DNA 인쇄기로 찍어냅니다.
진짜 이런 게 있어요!
잉크 인쇄도 아니고 3D 인쇄기같은 플라스틱 중합체 인쇄도 아니고
생명의 근본적인 구성 요소가되는
ACTG를 사용해서 인쇄를 합니다.
T 세포를 위해 새롭게 설계된 코드의 3 가지 핵심 지령은 다음과 같습니다.
1. 암세포를 어떻게 인식하고 죽일 수 있는지 알려줍니다.
더 구체적으로 말하면
B 세포가 만드는 항체를 어떻게 수정해서
목표 항원에 맞물리게 하는지 알려줍니다.
항체를 수정해서 특정 암세포의 특정 항원을
탐지할 수 있는 새로운 수용체를 만들어냅니다.
2. 특정 암세포가 발견되면 자가 복제하도록 합니다.
마지막으로 3. 환자의 체내에서 살아남도록 지시 합니다.
이 새로운 코드를 환자의 T 세포에 넣기위해
매개체를 사용합니다.
T 세포를 쉽게 감염시킬 수 있는 매개체를 사용해서
맞춤 설계된 이 DNA를 운반하게 하는 겁니다.
짠! CAR(키메릭 항원 수용체) T 세포가 하나 만들어졌습니다.
이 이름은 사자의 머리, 염소의 몸, 뱀의 꼬리를 가진
고대 그리스의 불 뿜는 괴물로부터 유래됐습니다.
이 괴물은 "키메라"라고 불렸는데 이제는 둘 또는 보다 더 많은
이형의 조직이나 세포로 구성된 것을 지칭하는 말로 사용되고 있죠.
이 새로 조작된 세포의 유전 코드가 일부는 T 세포, 일부는 항체여서
키메라(C)이고 이 세포는 암세포의 항원(A)을 찾을 때
새로운 수용체(R)를 사용합니다.
T 세포를 증식시킨 후 이를 환자에게 다시 주입하기 전에
기존의 T 세포를 쓸어버리기 위해 소량의 화학 치료제를 투약합니다.
그 후에 이제 새롭게 변형된 T 세포, 즉 CAR T 세포를 다시 집어넣기만 하면
기존에 원래 DNA 프로그램에 짜여진 대로 움직이며 탐색을 다닙니다.
하지만 새롭게 부여받은 끝내주는 코드가 있기에
탐색 대상이 바뀌었습니다.
암세포를 찾아서 파괴하는 것이 이제 새 임무입니다.
기존 화학 물질에 기반한 약물의 경우
금방 소진되거나 체외로 배출되는데
CAR T 세포는 한자의 혈류 속에 오랫동안 머무는 살아있는 약물입니다.
아주 큰 장점이죠.
단점은 비싸다는 겁니다.
각각의 CAR T 세포는 각각의 환자를 위해 맞춤 제작됩니다.
그리고 유방암이나 폐암과 같은 보통 암에는 사용하기가 어렵습니다.
CAR T 세포가 목표로 삼을 암세포의
특정 항원이 있어야 하는데
혈액암의 경우에는 그 항원을 찾는 게 훨씬 더 쉽습니다.
하지만 CAR T 세포 치료는 아직 초기 단계에 있고
흥미 진진한 미래가 기다리고 있습니다.
런던대학교 UCL Dr. Martin Pule과 그 연구진처럼
백혈병, 림프종의 치료법 향상에 매진하고 있는 연구자들이 있으며
최근에는 고형암 연구에 있어서 희망적인 성과가 좀 있었습니다.
CAR T 세포 치료법 덕분에
B-세포 급성림프모구백혈병 환자의 생존률이 크게 향상되었는데
거의 모든 환자들이 병에 차도를 보여
더 이상 백혈병이 검진되지 않았으며
대부분의 환자들이 그 상태를 유지했습니다.
생체 해킹은 현실이 되었습니다.
여러분의 메가-고기-봇 유전자 코드를 재설계해서
전에는 불가능했던 것들을 가능하게 할 수 있게 됐어요!