최근 본격적인 뉴스페이스 시대로 진입한 각국에서는 우주 영토 확장을 향한 발걸음이 빨라지고 있다. 일론 머스크가 이끄는 우주기업 스페이스X의 화성 탐사·이주 구상이 구체화하고, 민간 우주정거장 개발과 달 거점 구축 경쟁도 본격화하고 있다.

한국 역시 우주항공청의 지원과 국정과제를 통해 관련 과학기술 정책을 뒷받침하고 있다. 초격차 기술 확보의 중요성이 대두되고 있는 것이다. 그러나 이러한 도전의 이면에는 인류가 반드시 해결해야 할 근본적인 과제가 존재한다. 바로 미세중력 환경이 초래하는 급격한 신체 퇴행 현상이다.

인체는 지구의 ‘1G’ 중력에 최적화돼 진화했다. 이 때문에 중력 변화나 부재는 근골격계를 비롯한 다양한 신체 기능에 큰 영향을 미친다. 몸을 지탱할 중력이 사라지면 뼈에서는 칼슘이 빠르게 손실되고 근육은 위축된다.

그뿐만 아니라 우주 방사선과 미세중력으로 인해 면역 기능에 변화가 나타나고, 피부 장벽 역시 약화돼 가벼운 마찰에도 상처를 입는 취약한 상태가 된다. 이러한 가속 노화 현상은 우주 개척 시대 인류가 해결해야 할 핵심 의생명과학 과제로 주목받고 있다.

이 냉혹한 우주의 도전에 맞서기 위해 첨단 바이오 업계가 필요로 하는 해결책은 놀랍게도 가장 오래된 의학적 지혜인 전통 한의학의 원리다. 한의학에서는 신체의 기운과 영양이 모두 소실되는 것을 ‘기혈양허’ 혹은 ‘허증’이라 진단해왔다.

이는 우주비행사들이 장기간 미세중력 환경에서 경험하는 근육 소실, 체력 저하, 면역 기능 변화 등의 현상과 일정 부분 유사성을 가진다. 따라서 신체 항상성 유지에 초점을 맞춘 한의학적 접근은 우주 환경에서 나타나는 복합적인 신체 퇴행 현상을 완화하기 위한 새로운 연구 관점으로 검토될 수 있다.

특히 천연물은 다양한 활성 성분이 여러 생체 경로에 동시에 작용하는 다성분·다표적 특성을 지니고 있어, 미세중력으로 인한 복합적인 생리 변화에 대응할 수 있는 우주 의약품 후보로서의 가능성을 보여준다.

아무리 유망한 천연물 후보가 있더라도 이를 우주 환경에서 직접 인간에게 검증하는 것은 현실적으로 쉽지 않다. 이러한 한계를 극복하기 위한 대안으로 주목받는 기술이 바로 ‘우주 오가노이드’이다. 오가노이드는 줄기세포를 이용해 인체 장기의 구조와 기능을 모사한 3차원 장기 유사체로, 최근에는 국제우주정거장(ISS)에서도 다양한 연구가 수행되고 있다.

지상에서는 세포를 입체적으로 배양하기 위해 인공 지지체나 특수 배양 시스템이 필요하지만, 미세중력 환경에서는 세포들이 더 자유롭게 응집하며 복잡한 3차원 구조를 형성할 수 있다. 이 같은 우주 오가노이드는 우주 의약품의 효능을 과학적으로 입증하는 이상적인 연구 플랫폼이 될 수 있다. 미세중력에서는 줄기세포의 성장과 분화가 가속돼 오랜 시간이 소요되는 발달 과정이 단축되고, 이를 통해 ‘신약 스크리닝 사이클’(신약 발굴·개발 과정) 자체가 빨라질 것이다.

실제로 미국 항공우주국(NASA)을 비롯한 세계 주요 우주기관은 ISS를 활용해 오가노이드 배양, 노화 연구, 차세대 의약품 개발 등 다양한 우주의학 연구를 수행하고 있다. 세계적인 시장조사기관들은 우주 공간을 활용한 신약 개발과 고부가가치 의약품 제조 산업을 뜻하는 우주 제약 시장이 향후 수십조원 규모의 폭발적인 성장을 보일 것으로 전망하고 있다.

오가노이드 기술은 우주와 한의학을 연결한다. 그리고 그것은 인류의 먼 여정을 안전하게 지켜줄 든든한 ‘바이오 방패’가 돼줄 것이다.

채성욱 한국한의학연구원 책임연구원