미래 의학은 개인맞춤형입니다 | 몰리 쇼이쳇(Molly Shoichet)|TEDxToronto

몰리 쇼이쳇 교수는 25명의 연구가들을 이끌며 공학,화학,생물학의 집합점인 재생의료를 진보화 시키려 노력하고 있습니다. 쇼이쳇 교수의 목표 중 하나는 뇌졸증이나 크나큰 부상의 조직을 복구하기 위해 몸 안에 존재하는 줄기세포를 촉진화 할 수 있는 장치들을 만드는 것 입니다.

제가 14살때 기회가 있었습니다.

오빠 리챠드 쇼이쳇이 쓰고 감독한
연극에 나올 수 있었습니다.

"LandEscape"는 아이가 주인공인데
즉, 제가 세상을 바라보고,

왜 우리가 계속 같은 실수들을
반복하는지 의문을 가지는 공연입니다.

연극의 제 마지막 대사는 "이제
바뀌어야할 때가 아닌가요?" 입니다.

그리고 이 간단한 문장은 제 삶과
직장 생활 내내 메아리가 되었습니다.

우린 개인 트레이너, 맞춤정장, 심지어
머리 스타일을 위한 앱도 있습니다.

그럼 왜 약의 각 개인에
맞춘 약은 없을까요?

예전의 의료치료를 돌아볼 때, 전 오늘을
살고 있다는 것이 정말 기쁩니다.

생각해보세요, 의사에게 가서,

여러분의 질병을 거머리 무리들로
치료한다는 것을 말입니다.

아니면, 치통을 코카인으로
처방을 받던가,

장수하기 위해
라듐 좌약들을 썼었습니다.

(웃음)

우린 의학의 먼 길을 왔습니다.

그게 제가 현재에 살고 있어서
기쁜 이유입니다.

하지만 궁금해서 못 참겠습니다.

우리가 현재의 의학 치료를
어떻게 뒤돌아 보게 될지 말입니다.

우리가 무엇 때문에 웃고
왜 그랬을까 라고 하게 될까요?

저는 미래 의학에 신이 납니다.

개인마다 맞춤형 약을 만들 수 있다는
기회가 있음을 알기 때문입니다.

우리는 병의 증상을 고치는 것
이상으로 나아갈 수 있습니다.

대신 멈출 수도, 뒤집을 수도 있습니다.

이것은 의학개선의 징조이며

약의 개인 맞춤형의 장래성입니다.

저는 토론토 대학에서 25명의 총명한
과학자들로 구성된 실험실을 이끌었습니다.

우리는 공학기술 장비들을 이용해
약의 큰 문제들을 해결했습니다.

우리는 그 날을 즐길 수 있는
기회가 있었습니다.

다르게도 해보고,
우리의 미래를 발명했습니다.

우리가 어떻게 하고 있는지
말씀 드리고 싶습니다.

암, 시력장애, 그리고
뇌졸중에 대해서 말입니다.

몇 십년이 지난 현재, 아직까지도

암의 최고의 치료법은
수술을 통한 제거입니다.

몸속에 독을 넣어 빠르게 분열하는
세포를 죽이려 시도한 다음에서야

우리는 오늘날의 암 치료 방법을
뒤돌아 볼 수 있을 것 같습니다.

그리고는 왜 우리가 모든 환자를 같은
방법으로 치료했는지 궁금해 할 겁니다.

개인 맞춤 방법 대신 말입니다.

상상해보세요, 만약 여러분이
여러분의 암 세포 조직을 떼어내서

실험실에서 배양하고 방법을 찾으며

어떤 치료법들이 당신에게
가장 적합한지 알아내는 겁니다.

전반적인 환자들이 아닌,
개인적으로 맞춘 약을 말입니다.

그게 아직 존재하지 않는다는 것을
깨달았을때 저는 의문스러웠습니다.

왜냐하면 기술자에게는
충분히 논리적이기 때문입니다.

저는 환자에게서 생체검사된 암세포는

실험실에서 잘 자라지
않는다는 것을 배우게 되었습니다.

생각해 볼 때,
사실 맞는 말이었습니다.

대체 왜 암세포가

보통 젤리같은 환경에서 자라나며

다른 세포와 단백질의 영양을 받고 크는데
왜 플라스틱 용기에서 자라겠습니까?

히알루론산은 많은
암 조직에서 발견됩니다.

그리고 우리는 그것이 좋은 물질이
될 것이라 생각했습니다.

암세포가 실험실에서 자라는데 말입니다.

히알루론산, 짧게 HA는
사실 젤이 아닙니다,

약간 당밀 같으며, 점성이 있는
액체라고 보는게 더 맞겠습니다.

하지만 투명하고, 무색, 무취입니다.

우리가 암 세포들을
실험실에서 키우려 했다면,

HA를 젤 형태로 만드는
방법을 찾아야만 했었습니다.

하지만 젤리같지 않아서,
단순히 냉각하는 것은 안됐습니다.

그래서 우리는 HA를 젤 형태로
바꾸는 화학 방법을 개발했고

그후, 생체 신호들을 연계시켰습니다.

종양에서 흔히 볼수있는
암세포 덩어리와 함께 말입니다.

우리는 새로운 물질을 개발했습니다.

3차원틀 안에서 암세포를
기를 수 있게 말입니다.

그 당시에 우리가 깨닫지 못했던 것은

우리 몸속에서 어떻게 자라는지
모의실험 하기 위해서,

3차원틀 환경은
정말 중요한 것이었습니다.

오늘날 우리는 암 조직을
실험실에서 간단히 키울 수 있습니다.

이제 우리는 미래를 꿈꿀 수 있는
기회를 가지게 되었습니다.

이전에는 가능하지 않았던
미래 의학의 맞춤화를요.

우리는 어떤 약들이 여러분 개개인에게
가장 적합한지 알아낼 것입니다.

모두 우리가 왜냐고
궁금해 했기 때문입니다.

2009년 저는
데릭 밴 더 쿠이 교수님과 함께

공동연구를 할 기회를 가졌습니다

그분은 우리는 모두
각 고유의 망막 줄기세포를

눈 안에 가지고 있다는 것을
발견 하셨습니다.

제 연구실에서 우리는 주사가능한
새로운 생체재료를 개발해 냈습니다.

우리는 협력해서 시각장애를
극복할 연구를 하기로 했습니다.

일이 쉽지는 않았습니다.

하지만 전 도전을 좋아합니다.

우리는 실명의 진행을
늦출 약을 가지고 있습니다.

하지만 진행을 멈추거나
뒤집을 방법은 없었습니다.

그래서 이것이 우리의
아이디어였고, 지금도 같습니다.

바로, 실명으로 인해 손실된

눈 뒤의 광수용체를 대체하는 것입니다.

하지만 이식을 위한
광수용체 세포를 구하는 것

그것 자체만으로도 정말 어렵습니다.

우리의 망막 줄기 세포들은

홍채를 둘러싼 검은 테두리
바로 밖에 위치하는데,

그 망막세포들은

광수용체가 되도록 설정될 수 있습니다.

하지만 신경기관으로 이식되는
대부분의 세포가 사라집니다.

실명을 극복할 수 있으려면

그 이식된 광수용체
세포들을 살리며 신경회로에

통합될 수 있는 방법을
찾아야만 했습니다.

비유하자면, 두꺼운 케이블 선이
있다고 상상해보십시요.

지금은 잘려진 선을요.

만약 그 선을 선 다발들속에
그냥 던진다면

전기 전도를 고칠 수 없습니다.

하나 하나가 올바르게 납땜 되어야겠죠.

신경기관도 마찬가지입니다.

빛이 눈으로 들어오고,
망막으로 받아들여지며

그 빛 신호들은
뇌속에서 전기신호로 바뀌어,

시야를 가지게 되는 겁니다.

저희는 물을 함유한 히드로젤이라고
불리는 생체재료를 발명했었습니다.

이 물질은 세포수명을 촉진시킵니다.

우리가 광수용체 세포들을
주사 가능한 히드로젤과

눈 뒤쪽 안에 이식된
세포들에 섞었을 때,

더 증진된 세포수명과 신경회로의
통합을 볼 수 있었습니다.

마치 생물학 적으로 와이어 선들을
납땝해서 넣은 것 같이 말입니다.

맹목의 경우, 저희는 약간의
시력 회복을 관찰할수 있었습니다.

동공은 강렬한 빛을 받으면 수축합니다.

따라서, 세포 이식수술은
눈 조직 회복을 이끌어냅니다.

미래는 정말 밝습니다.

(웃음)

전 가끔 우리가 우리 연구에
왜 그렇게 몰두했는지 궁금합니다.

네, 궁금합니다, 하지만 저희가
왜 그렇게 많은 위험을 감수 했을까요?

아마도 기술자로서

몇 사회적 통념이나
암생물학자나 신경 과학자,

아니면 의사들의 신조에
부담을 느끼지 않기 때문입니다.

우린 우리가 하는일 모든 것을
전문가들과 협력해서 합니다.

하지만 우리도 몇 가지
다른 질문을 할 자유가 있고

다른 해결방안을 제시할 수 있습니다.

1990년대 초 전에는 우리는 모두

뇌속에 확실한 신경세포
갯수를 가지고 태어나며,

그 뇌속의 신경세포가 손상되면

다시는 복구할 수 없다고 생각했습니다.

하지만 샘 와이즈와
브렌트 레이놀즈는

모두의 뇌속에 줄기세포들과
신경세포들이 있음을 발견했습니다.

인식의 대전환이 있었습니다.

사실 우리 뇌는 재생될수 있는
능력이 있다는 것을 말입니다.

협력자들 중 하나였던
신디 모쉬드교수님이 말씀하셨습니다.

"이 뇌속의 줄기세포들은
뇌졸중을 고치려고 촉진되는 경우

활발하게 될 수 있다는 것을
발견했습니다."

저희는 치료 단백질을 끊임없이

뇌속의 줄기세포들로
곧바로 전달함으로써,

뇌의 회복을 관찰 할 수 있었습니다.

주목할 점은,

원래있던 그 줄기세포들을 촉진시키려면,

가느다란 튜브가 뇌속 깊이
삽입되어야 합니다,

그래서 우리가 회복시키려하는
얇은 조직이 손상될 수 있습니다.

저희는 재생의료의 성공을
즐길 것에 흥분되어 있었습니다.

하지만 그 접근방식에는
결점이 있다는 것을 알게 되었습니다.

천번이 넘는 뇌졸중에
대한 임상시험 끝에

단 하나만의 허가된 약이 존재합니다.

그리고 만약 여러분이 병원에 시간안에
도착하지 못했다면, 재활치료 뿐입니다.

뇌졸중을 정확히 다루는 치료전략은

정말 힘든 임상적 시험입니다.

그 시험중 하나는

옛 방식 그대로의
약 사용은 소용 없을 것입니다.

구강이나 정맥을 통한 방법의 약 사용은

뇌에 미치지 못합니다.

뇌는 혈뇌장벽에
보호를 받고 있기 때문입니다.

보통적으로, 혈뇌장벽은 정말 멋집니다.

왜냐하면 혈뇌장벽은 우리의 뇌를
모든 유해물질로부터 지키기 때문입니다.

하지만 우리는 약들을
뇌로 분명히 전달해야 하는데,

이 혈뇌장벽이 정말
큰 장애물이 되었습니다.

우린 원래 존재하던 뇌속의 줄기세포를
촉진시켜야 한다는 것을 알았습니다.

하지만 어떻게 해야 할지 몰랐습니다.

그러고서 우리가 한 일은 아마도
여러분이 미쳤다고 생각하실 겁니다.

우리는 이전에 뇌 회복을 촉진 시켰던

똑같은 단백질 치료제을

뇌속이 아니라 뇌쪽으로
직접 주사했습니다

뼈에 작은 구멍을 만든 다음
바로 뇌위에 주사했습니다.

걱정이 되긴 했습니다.

우리가 만약 같은 단백질 치료제를

감싸는 것도 없이
뇌 위쪽으로 주사한다면,

그것들이 빠르게
분산될 것이기 때문입니다.

그래서 우린 약에 붙이는
반창고 같은 것을 설계했습니다.

우리가 뇌에 바로
적용할수 있게 말입니다.

우리는 단백질을 사람의
머리카락보다 1000배 더 작은

초소형 나노 구체에
준비한 단백질을 담은 후

뇌졸증 경우의 뇌에
직접 적용했던 주사용 물질에

이 단백질을 첨가한
나노구체를 분배했습니다.

우리는 혈뇌장벽을
피해 갈 수 있었습니다.

원래 있던 줄기세포들을 자극시키고,
조직 회복을 촉진시켰습니다.

뇌에 아무런 피해를 주지 않았습니다.

저는 의학의 맞춤화가
필요한 변화라고 확신했습니다.

재생의학은 우리가
환자에게 약을 투여하는 방식에

혁명을 일으킬 겁니다.

전 앞에 놓여진 기회에
대해 흥분될 뿐만 아니라

우리가 환자들에게
이 기술들과 방법들을 가져올

첫 걸음을 내딛었다는
것에 대해서도 기뻤습니다.

현재 아직 우리는 환자들을
도울 수 없습니다.

하지만 곧 도울 수 있을 겁니다.

미래에 우리는 오늘날의 몇 가지 의학을

거머리 치료같이 바라볼 겁니다.

미레에 우리는 변화하는 것이 왜 그렇게

오래 걸렸을까 궁금해 할 겁니다.

갑사합니다.

(박수)