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실험실 생활도 이제 끝이 보이는 걸까? 과학자들이 동물 없이도 안전성을 확인할 수 있는 새로운 방법들을 만들고 있어. 인공지능(AI), 미니 장기, 혈액이 흐르는 칩까지. 하나씩 소개할게!

동물 대신 AI로 실험한다

지난 3월 17일, 기자는 서울시립대학교에 있는 인공지능(AI) 독성 예측 기업 켐바이 연구실을 찾았어요. 연구실에 있는 컴퓨터 화면에는 화학물질의 분자 구조와 함께, 그 물질의 독성과 인체 유해성을 분석한 결과가 나타나 있었죠.

켐바이는 동물에게 화학물질을 투입하는 대신 AI로 화학물질의 독성을 예측하는 연구를 하고 있어요. AI는 화학물질의 구조와 독성 데이터를 학습해요. 그리고 각 물질이 사람에게 얼마나 해로울지 예측하고 왜 그렇게 판단했는지 설명해요.

AI는 시험한 적 없는 새로운 물질의 독성도 예측할 수 있어요. 새 물질의 구조와 기존에 데이터가 있는 물질의 구조를 비교하며 위험성을 예측해요. 다만 새 물질의 구조가 기존 물질과 다를수록 정확도는 떨어져요. 그래서 예측 결과와 함께 이 예측이 얼마나 믿을 만한지도 함께 설명해요. 켐바이 최진희 대표는 “AI를 적절하게 사용하면 불필요한 동물실험을 줄일 수 있다”고 설명했어요.

AI 외에도 동물실험을 줄이기 위한 기술들이 개발되고 있어요. ‘오가노이드’는 줄기세포를 사용해 만든 세포 덩어리예요. 줄기세포는 우리 몸의 다양한 세포로 변할 수 있는 세포를 말합니다. 오가노이드는 사람의 장기와 비슷한 방식으로 반응해요. 사람 세포를 사용해 만들어져 동물실험보다 우리 몸에서 일어날 반응을 정확하게 예측할 수 있어요.

‘장기칩’은 유리나 투명한 고무로 만든 작은 칩 위에 사람의 세포를 올려, 혈액이 흐르고 자극을 받을 수 있도록 만든 장치예요. 다양한 장기 세포로 칩을 만들고 서로 연결하면 실제 사람의 몸처럼 장기들이 영향을 주고받는 환경을 만들 수 있어요. 서울대학교 실험동물윤리위원회 제정환 위원장은 “10년 안에 동물실험 대신 오가노이드, 장기칩 같은 기술을 통해 특정 장기의 반응을 확인할 가능성이 높다”고 전망했어요.

다만 몸 전체에서 일어나는 복잡한 반응이나 오래 지켜봐야 하는 장기적인 영향은 오가노이드, 장기칩만으로 알기 어려워요. 그래서 유럽 제약 산업 협회(EFPIA)는 동물실험을 줄이기 위해 ‘세 바구니 접근법’을 제안해요. 지금도 동물 없이 할 수 있는 실험, 기술을 더 개발하면 5년 안에 대체할 수 있는 실험, 새로운 기술의 개발이 필요해 10~15년은 걸릴 것으로 예상되는 실험, 이렇게 세 단계로 나누어 점점 동물실험을 줄여 나가자는 거예요. 제정환 위원장은 “어쩔 수 없이 동물실험을 하더라도 동물복지를 우선으로 하고, 동물실험을 줄이기 위해 노력하고 있다”고 전했습니다.