‘포스트 동물실험’ 시대를 여는 신기술의 등장
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영국 정부가 동물실험을 단계적으로 폐지하겠다는 야심찬 계획을 발표했다. 영국 과학부 장관은 지난 11일 “2026년 말까지 피부 자극 실험을 중단하고, 2027년까지는 보톡스 효능 검사를 위한 생쥐 실험도 종료하는 것을 목표로 한다”고 밝혔다. 2030년까지는 개와 비인간 영장류를 대상으로 한 의약품 시험을 대폭 축소한다는 방침도 함께 공개됐다. 이 같은 움직임은 여러 국가에서 동물실험 축소 방안을 본격적으로 논의하기 시작한 흐름 속에서 나온 것이다. 미국 식품의약국(FDA)은 지난 4월 단일 항원을 표적하는 ‘단클론항체(monoc
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영국 정부가 동물실험을 단계적으로 폐지하겠다는 야심찬 계획을 발표했다. 영국 과학부 장관은 지난 11일 “2026년 말까지 피부 자극 실험을 중단하고, 2027년까지는 보톡스 효능 검사를 위한 생쥐 실험도 종료하는 것을 목표로 한다”고 밝혔다. 2030년까지는 개와 비인간 영장류를 대상으로 한 의약품 시험을 대폭 축소한다는 방침도 함께 공개됐다. 이 같은 움직임은 여러 국가에서 동물실험 축소 방안을 본격적으로 논의하기 시작한 흐름 속에서 나온 것이다. 미국 식품의약국(FDA)은 지난 4월 단일 항원을 표적하는 ‘단클론항체(monoclonal antibody)’ 치료제를 평가할 때 기존의 동물실험을 대체할 ‘더 효과적이고 인간 생물학에 가까운 모델’을 도입하겠다는 계획을 공개했다. 유럽연합 집행위원회(EC) 역시 지난해 6월 워크숍 이후 화학물질 안전성 평가에서 동물실험을 단계적으로 폐지하기 위한 로드맵 마련에 착수했다. 동물보호 단체들은 수십 년에 걸쳐 이런 변화를 요구해 왔다. 그러나 마땅한 대체 기술이 부족해 실제 정책 전환은 쉽지 않았다. 하지만 최근 의료과학과 생명공학이 빠르게 발전하면서 상황은 조금씩 달라지고 있다. 동물은 수천 년 동안 과학 연구에 활용돼 왔다. 동물실험은 동물의 뇌와 신체가 어떻게 작동하는지 이해하는 데 중요한 역할을 했고, 의약품 규제 기관이 신약을 사람에게 투여하기 전 반드시 동물실험을 거치도록 요구해왔다는 점에서 의약품과 의료기기 개발의 핵심 기반이 되어왔다. 현재 영국과 미국 등에서는 동물실험을 엄격히 규제해 동물실험을 진행하려는 연구자들은 여러 종류의 허가를 취득하고, 까다로운 사육·관리 기준을 지켜야 한다. 그럼에도 매년 수백만 마리의 동물이 실험대에 오른다.
상세 분석
많은 연구자들이 동물실험에 참여하기를 주저하며 ‘동물실험이 과연 정당한가’라는 문제를 꾸준히 제기해 왔다. 실제로 동물실험에서 유망하게 보였던 치료제 중 약 95%는 결국 시장에 도달하지 못한다는 통계도 이러한 의문을 뒷받침한다. 다행히 최근 수십 년 사이 인간이나 동물을 실험에 동원하지 않고도 인체를 정교하게 모사하거나 잠재적 치료 효과를 검증할 수 있는 다양한 기술이 등장하고 있다. 대표적인 사례가 ‘장기 칩(organs on chips)’ 기술이다. 연구자들은 작은 플라스틱 칩 안에 실제 장기의 세포 조성을 그대로 구현한 ‘미니어처 장기’를 만들어내고 있다. 이 장기는 외부에서 영양분을 공급받아 살아 있는 상태를 유지하도록 설계된다. 현재 여러 연구팀이 간, 장, 심장, 신장, 심지어 뇌까지 다양한 장기를 모사한 칩을 개발해 연구에 활용하고 있다. 예를 들어 심장 칩은 미세중력 환경에서 어떻게 반응하는지 관찰하기 위해 우주로 보내졌고, FDA는 코로나19 백신 평가에 폐 칩을 사용했다. 장 칩은 방사선 노출이 인체에 미치는 영향을 연구하는 데 쓰이고 있다. 여러 장기 칩을 서로 연결해 ‘인체 칩(body on a chip)’을 구현하려는 시도도 계속되고 있지만, 10년이 넘는 연구에도 아직 완성된 형태의 시스템은 나오지 않았다. 실험실에서 실제 장기나 배아를 모사한 모델을 만드는 연구도 활발하다. 세포를 3차원 구조로 배양해 장기의 발달 과정과 기능을 연구하고 신약 후보 물질을 시험하는 방식이다. 개개인의 세포를 이용하면 특정 개인의 장기를 모델링하는 맞춤형 연구도 가능하다.
정리
일부 연구팀은 발달 중인 태아 기관을 모사한 장기유사체, 즉 오가노이드(organoid)까지 만들어내는 데 성공했다. 영국 정부는 이번 전략에서 인공지능의 잠재력도 강조했다. 이미 많은 과학자들이 AI를 활용해 방대한 생물학 데이터베이스를 분석하거나 유전자·단백질·질병 간의 연관성을 찾고 있다. 일부는 AI로 완전히 새로운 신약 후보를 설계하고 있다. 이렇게 만들어진 신약 후보는 실제 사람 대신 ‘가상 인간’에게 먼저 시험될 가능성도 있다. 물론 여기서 말하는 인간은 컴퓨터 속 디지털 재현체를 말한다. 바이오 의료공학자들은 이미 여러 장기의 ‘디지털 트윈’을 만들어냈으며, 현재 진행 중인 임상시험에서는 디지털 심장이 실제 심장 수술에서 절제해야 할 조직 부위를 안내하는 데 활용되고 있다. 해당 임상시험을 이끄는 나탈리아 트라야노바(Natalia Trayanova) 교수는 “심방세동 치료에서 어떤 조직을 제거해야 하는지 알려주는 모델을 만들었다”며 “모델은 보통 2~3개 부위를 추천하지만 훨씬 많은 부위를 제시할 때도 있다”고 설명했다. 그녀는 이어 “결국 의사들은 이 모델을 신뢰할 수밖에 없게 될 것”이라고 덧붙였다. 하지만 2030년까지 동물실험이 완전히 사라질 가능성은 높지 않다. 영국 정부도 FDA, 유럽의약품청(EMA), 세계보건기구(WHO) 등 주요 규제기관이 여전히 동물 데이터를 요구한다는 점을 인정하고 있다. 동물실험을 대체할 기술이 빠르게 발전하고 있음에도, 아직까지 어떤 모델도 ‘살아 있는 생명체’의 반응을 완벽히 재현하지는 못한다. 하지만 최근 몇 년간 이룬 눈부신 성과를 돌아보면 머지않아 동물실험이 필요 없는 미래를 상상하는 일은 더 이상 공상만은 아니다.
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