거미줄로 사람의 끊어진 신경 되살린다

탄성은 강철의 4배
250도 열도 견뎌
무너진 신경계 복원시
거미줄이 골조 역할
인체 부작용도 없어
화상 치료·세포 이식
신경질환 치료에 응용

거미줄을 이용해 인간의 끊어진 신경을 재건하려는 연구가 오스트리아 빈 의과대학에서 진행되고 있다. 신경의 재연결뿐만 아니라 인대나 반월판의 손상, 심한 화상의 치료 또는 세포 이식을 필요로 하는 신경 질환 치료에도 응용될 것으로 기대된다.

탄자니아에 서식하는 무당거미 한 종은 매우 튼튼한 실을 토해낸다. 탄성은 강철의 4배이고 250도의 열도 견딘다. 방수성도 갖췄고 항균작용까지 있다. 바로 이 무당거미의 실을 이용해 인간의 끊어진 신경계를 복원하려는 연구가 진행되고 있다.

19일 정보통신기술진흥센터(IITP)는 "오스트리아의 빈 의과대학 성형외과는 무당거미의 실을 이용해 인간을 위한 신경 재건 수술의 신소재로 사용할 수 있는 가능성을 연구하고 있다"고 관련 연구동향을 소개했다.

신경(神經)이란, 육안상 관찰되는 끈 모양의 구조로서, 인간의 몸 전체에 고루 분포한다. 각 기관계를 연결하여 하나의 유기체로서 신체 활동의 조절과 조정을 담당하는 신경조직이다.

신경의 기본적인 기능은 자극(빛, 온도 등의 주위 환경과 주변 신경 자체의 활성을 포함)을 감지하여 신경충동을 형성해 이를 다른 기능을 가진 신경으로 전달하는 것이다. 이런 기능이 신경망을 형성하게 되면 보다 복잡한 기능을 수행할 수 있게 된다.

인간의 신경은, 일부 손상이 발생하면 그 손실된 부분을 메우기 위해 남은 신경들이 신경 섬유를 빈 부분으로 확장해 빈틈이 없도록 재연결하게 된다. 신경들이 빈틈으로 올바르게 뻗어나가기 위해서는 가이드라인 역할을 해줄 일종의 '구조'가 필요하다.

일반적으로 의학계에서는 신경을 다시 연결하기 위한 구조로 '합성도관'을 사용한다. 그러나 큰 상처가 난 곳에는 합성도관도 무용지물이다. 4cm이하의 상처만 합성도관으로 연결할 수 있다. 종양의 절제나 사고로 인해 5cm 이상의 신경계가 손상된 경우에는 합성도관의 사용이 어렵다.

빈 의과대학은 이 합성도관을 대신해 거미줄을 사용할 수 있는 가능성을 연구하고 있다. 끊어진 신경 사이에서 사용되는 거미줄은 장미를 심을 때 사용하는 격자 울타리와 비슷한 역할을 하게 된다.

마치 장미 넝쿨이 울타리를 타고 위로 뻗듯, 신경섬유가 거미줄을 따라 다른 신경과 재접속하도록 가이드가 되어주는 것이다.

동물을 대상으로 한 실험에서는 6cm의 피해를 입은 신경을 거미줄을 이용해 복구하는데 성공했다. 신경섬유들은 약 9개월만에 다시 연결기능을 되찾았다.

오스트리아 빈 대학교 의과대학의 한 연구원이 무당거미의 실을 채취하고 있다. <자료=Synergy Research Group>

거미줄은 인체에 부작용이 거의 없다는 것도 장점이다.

신경의 재연결에 사용되는 많은 소재들은 신경의 성장을 억제하는 경우가 많았다. 거미줄은 자연에서 유래한 물질이기 때문에 신경의 기능을 저해하지 않는다는 장점이 있다. 또 최종적으로 인간의 체내에서 분해되기 때문에 거부반응도 일어나지 않는다.

빈 의과대학 연구팀은 현재 21마리의 거미를 확보하고 일주일에 한 번 거미줄을 채취하고 있다. 6cm의 상처를 치료하는 데 수백미터의 거미줄이 필요하지만, 200m의 거미줄을 모으는데 필요한 시간은 15분 정도다. 채취 중에 거미가 해를 입는 일도 없었다.

현재 임상시험은 시행되지 않고 있지만, 일단 임상을 통과해서 실제로 거미줄이 수술에 사용된다면 상당한 치료효과를 가져올 것으로 기대된다.

IITP는 "신경의 재연결뿐만 아니라 인대나 반월판의 손상, 심한 화상의 치료 또는 세포 이식을 필요로 하는 신경 질환 치료에도 응용될 것으로 기대할 수 있다"고 말했다.

김동표 기자 letmein@asiae.co.kr