피는 왜 붉을까? 혈액 부피의 약 45%를 차지하는 적혈구에 철(Fe) 성분이 포함된 붉은색의 헤모글로빈이 가득하기 때문이다. 이 철이 폐에서 산소와 결합해 신체 곳곳으로 산소를 운반하는 중요한 역할을 한다. 우리가 생명을 유지하는 데 적혈구가 필수적인 이유가 바로 여기에 있다. 그러나 수혈이 필요한 환자들에게 공급되는 혈액은 여전히 헌혈에 전적으로 의존하고 있다. 문제는 인구 감소와 고령화로 헌혈 인구가 급격히 줄어들고 있다는 점이다.
▲ 연구소에서 줄기세포를 이용해 체외에서 생산한 적혈구인 '바이오블러드'에 대해 설명하는 백은정 대표(왼쪽)와 배경동 이사. 아트블러드
아트블러드는 줄기세포를 이용해 체외에서 생산한 적혈구인 '바이오블러드'를 개발한 한국의 혁신적인 새싹 기업(스타트업)이다. '바이오블러드'는 혈액형에 관계없이 즉시 수혈이 가능하다. 수혈에 획기적인 돌파구로 평가받았다. 그래서일까. 시리즈 A 투자에서 105억 원 유치에 성공했다. 지난해 산업통상자원부, 과학기술정보통신부, 보건복지부, 식품의약안전처, 질병관리청이 공동으로 진행하는 '세포 기반 인공 적혈구 대량생산 공정 기술 고도화' 프로젝트에도 단독 선정됐다. 기술력과 비전을 인정받았다는 방증일 터이다.
사실 헤모글로빈을 기반으로 하는 인공혈액, 즉 인공 산소운반체(HBOCs)는 오래전부터 다양하게 개발됐다. 하지만 아직 실제 의료 현장에서 널리 사용되지 못하는 게 현실이다. 혈액 내 안정성이 몇 시간에 불과할 정도로 극히 낮기 때문이다. 혈관이완 작용이 있는 일산화질소와 반응해 혈관을 수축시켜 혈압을 올리는 등의 부작용을 유발하는 것도 요인이다. 이러한 문제로 기존의 인공혈액은 실제 혈액을 대체하기엔 아직 한계가 있다.
여기서 아트블러드가 주목한 것은 '조혈모세포'를 활용한 적혈구 생산. 뼈 안쪽에 존재하는 골수엔 혈액세포를 만드는 '조혈모세포'가 있다. 한 시간에 약 100억 개의 적혈구를 만들어낸다. 만약 조혈모세포를 활용해 체외에서, 실험실에서, 공장에서도 적혈구를 대량으로 만들 수 있다면 혈액 공급에 혁신적인 변화가 일어나지 않겠는가. 진단혈액학과 수혈의학 담당 전문의 백은정 대표가 세포 기반 인공 혈액의 개발에 도전한 이유다.
아트블러드의 두 가지 원천기술은 독보적이다. 하나는 조혈모세포가 지속적으로 세포 분열을 할 수 있도록 엔지니어링하는 기술이다. 또 하나는 엔지니어링된 세포가 바이오리액터(체내 적혈구 생성 과정을 인공적으로 재현하는 장치)에서 지속적으로 분열할 수 있도록 프로세싱하는 기술이다. 지금까지는 조혈모세포를 체외에서 배양하면, 세포가 계속 증식하지 못하고 곧바로 분화 과정으로 넘어가 적은 양의 혈액세포만 생산하는 데 그쳤다. 그러나 아트블러드의 기술을 활용하면 대량 생산이 가능해진다.
배경동 이사는 "적혈구 생성 과정의 마지막 단계에서 핵이 빠져나가야 적혈구가 되는데, 아트블러드에서 엔지니어링한 조혈모세포는 탈핵률이 높다"고 설명했다. 적혈구는 가운데가 움푹 패어 있어 마치 구멍이 막힌 도넛처럼 생겼다. 탈핵률은 곧 적혈구의 체외 생산 성공률로 직결돼 생산비용을 결정하는 중요한 요소다. 이어 그는 "임상 진입을 위해선 바이오리액터를 100~200L 규모로 확대해야 한다" 며 "현재 공정 개발을 위한 작업을 진행 중이다"라고 덧붙였다.
아트블러드는 2025년 하반기까지 'GMP grade'의 세포주(Cell Line)를 확보하기 위해 미국의 CMO(Contract Manufacturing Organization) 회사들과 협력하고 있다. '세포주'란 체외에서 지속적으로 배양이 가능한 세포의 집합을 의미한다. 'GMP'는 의약품의 유효성(Efficacy), 안전성(Safety), 안정성(Stability)을 보증하는 제조 및 품질 관리 기준이다.
백은정 대표는 “아트블러드가 개발한 바이오블러드는 사용 목적에 따라 다양한 활용이 가능한 세포 기반 혈액의 프로토타입"이라고 강조했다. 유효성, 안전성, 그리고 안정성까지 모두 충족하는 인공혈액을 개발한 아트블러드의 자신감은 대량 생산과 상용화가 머지않았음을 시사한다. 한국의 혁신적인 스타트업 아트블러드가 인류 건강과 복지에 크게 기여하길 기대하며 응원한다.