수정란이 약 7파운드의 아기로 발달하는 데는 9개월이 걸리며, 그 동안 아기를 품고 있는 사람은 아기 안에서 생명이 자라나는 기적을 느끼게 된다. 또한 메스꺼움과 구토에서 호흡 곤란과 요통에 이르기까지 수많은 불쾌한 부작용을 경험할 수 있다.

 

그것은 정상적인 임신 중이다. 미국에서는 약 8%가 아기를 품고 있는 사람이나 태아의 건강을 위협하는 합병증을 포함한다. 한편 출산은 기껏해야 고통스럽고 최악의 경우 치명적이다.

임신과 출산이 복잡하지 않은 경우에도 아기를 가진 사람은 종종 신체적, 정신적 건강에 평생 변화를 안겨준다. 하지만 기술이 아기를 갖기 위해 임신과 출산을 거칠 필요를 없앨 수 있다면 어떨까?

 

인공 자궁

일반적으로 건강한 임신은 약 40주에 끝나는 반면 자궁에서 21주 만에 태어난 아기는 미숙아를 병원의 신생아 집중 치료실(NICU) 밖에서 살 수 있을 만큼 몸이 발달할 때까지 따뜻하고 안전하게 유지하는 장치인 인큐베이터 덕분에 생존했다.

 

다른 한편으로, 처음에는 체외 수정(IVF)을 위한 배아가 일반적으로 이식 전 며칠 동안 실험실에서 성장한다. 연구자들은 최대 2주 동안 체외에서 배아를 성장시키기도 했다(아마도 더 오래 갈 수도 있다.)

일부 과학자들은 우리가 임신에서 임신까지 이상적인 환경을 제공하는 완전한 "인공 자궁"을 만들어 실제로 아기를 몸 안에 옮길 필요가 없도록 하는 주요 단계를 더 발전시킬 수 있다고 생각한다.

 

인공 자궁의 컨셉. 이미지 출처: EctoLife / Hashem Al-Ghaili

체외에서 태아를 발달시키는 이 가상의 과정은 "체외 발생"으로 알려져 있으며 임신 및 출산과 관련된 많은 건강 위험을 제거할 뿐만 아니라 현재 어렵거나 불가능한 사람들이 생물학적 번식을 할 수 있게 한다.

예를 들어, 암으로 자궁을 잃은 사람은 시험관 아기 시술처럼 실험실에서 배아를 만들어 임신을 위해 인간 대리모를 사용하는 대신 인공 자궁에 이식할 수 있는데, 이는 윤리적으로 문제가 많은 관행이다.

 

대리모의 필요성을 없앰으로써 인공 자궁은 동성 커플이 생물학적 자녀를 갖는 것을 더 쉽게 만들 수 있다. 더 나아가 과학자들이 사람의 동성 쥐의 DNA에서 배아를 만드는 데 성공했다면 어느 두 사람이 언젠가는 두 사람 모두와 관련된 생물학적 자녀를 가질 수 있을 것이다.

 

우리는 지금 어디 쯤에 있을까?

 

인공 자궁은 IVF와 인큐베이터 사이의 중요한 간격을 채울 것이다. 그들은 아직 공상 과학 소설 밖에 존재하지 않지만 점점 현실에 가까워지고 있다.

2017년 필라델피아 어린이 병원의 연구원들은 미숙아를 위해 개발 중인 인공 자궁의 일부인 EXTEND("신생아 발달을 위한 외부 자궁 환경")인 "바이오백Biobag"을 공개했다.

 

현재 병원 NICU에서 발견되는 인큐베이터와 달리 Biobag은 자궁에서 아기를 둘러싸고 있는 것과 동일한 액체인 실험실에서 만든 양수로 채워져 있다. 탯줄에 부착된 장치를 통해 태아 혈류에 산소를 공급한다.

 

태아 생리학자이자 EXTEND 개발자인 Marcus G. Davey는 "태아의 폐는 유체에서 기능하도록 설계되었으며 우리는 여기에서 그러한 환경을 시뮬레이션하여 폐와 다른 기관이 발달할 수 있도록 하면서 영양분과 성장 인자를 공급한다"고 말했다.

 

Biobag을 시연하기 위해 연구원들은 인간 임신의 경우 23-24주에 해당하는 양 태아를 모체에서 제거했다. 24주 또는 그 이전에 태어난 대부분의 인간 아기는 생존하지 못하며 생존하는 아기는 평생 동안 건강 문제를 겪을 가능성이 높다.

동물들은 Biobag 안에서 최대 4주 동안 성장을 계속했으며, 몸집이 커지고 털을 기르고 눈을 떴다.

임신 111일차(왼쪽)와 135일차(오른쪽)의 바이오백에 있는 양. 이미지 출처: Partridge 외, Nature Communications(2017)

EXTEND 팀의 구성원은 그 이후로 Google Ventures로부터 1억 달러를 모금한 Vitara Biomedical이라는 신생 기업을 설립하여 장치를 추가로 개발하고 첫 번째 임상 시험을 지원했다.

2022년 9월, 공동 발명가인 Alan Flake는 Philly Builds Bio+ 심포지엄에서 Vitara의 최신 성과 중 일부를 발표하면서 회사가 개발을 가속화하는 데 도움이 되는 지정인 FDA로부터 획기적인 치료 상태를 받았다고 언급했다. 그들은 또한 EXTEND가 이제 인간과 같은 크기의 돼지 태아도 지원할 수 있음을 보여주었다.

Flake는 “가까운 장래에 희망적으로 [연구 기기 면제]를 제출할 사전 제출을 진행 중이며 머지 않은 미래에 이것이 임상 현실이 되기를 바란다.”고 말했다.

 

EXTEND는 개발 중인 자궁과 같은 유일한 장치가 아니다.

유럽의 한 그룹은 극한의 미숙아에게 더 나은 생존 기회를 제공하도록 설계된 또 다른 인공 자궁인 PLS(Perinatal Life Support) 시스템을 연구하고 있다. 한편, 호주와 일본의 한 팀은 미숙아 양을 대상으로 이미 테스트된 EVE(Ex Vivo Uterine Environment) 치료법이라는 플랫폼을 개발하고 있다.

이 모든 시스템은 자연 자궁과 외부 세계 사이의 다리 역할을 하도록 설계되었습니다. 실제로 자궁을 대체할 수 있는 장치는 언제 나오게 될까?

 

전망

임신 후반기에 자궁 상태를 복제하는 데 상당한 진전이 이루어지고 있지만, 우리는 여전히 초기 몇 주 동안 무슨 일이 일어나고 있는지 거의 알지 못한다.

그것은 부분적으로는 자궁에서 일어나는 일을 관찰하는 것이 매우 어렵기 때문이고, 부분적으로는 자궁 밖에서 인간 배아 발달에 대한 연구가 14일 이상 오랫동안 금지되었기 때문이다. 그 시점에서 과학자들은 배아를 폐기해야 했다. 배아가 여전히 분화되지 않은 세포 덩어리인 지점 이상으로 성장할 수 없다면 태아를 9개월 동안 생존시키는 시스템을 개발할 수 없다.

2021년 과학 규제 당국은 사례별로 자궁 밖에서 인간 배아의 더 긴 발달을 고려할 수 있다고 말하면서 14일 규칙을 완화했다.

그것은 인공 자궁 발달에 대한 한 가지 장벽을 제거했지만, 인간 배아를 몸 밖에서 생존 가능한 아기로 발달시키는 과학적 도전은 여전히 남아 있다. 포인트(약 11일 또는 12일)이다.

 

항아리에서 자라는 생쥐 배아. 이미지 출처: 와이즈만 과학 연구소

과학자들이 과학적 장애물을 극복하고 9개월의 개발 기간 동안 인간을 지탱할 수 있는 인공 자궁을 만들 수 있다고 해도 사회는 이를 거부할 수 있다.

 

2022년 12월, 생명 공학자이자 영화 제작자인 Hashem Al-Ghaili는 수백 명의 아기가 인공 자궁에서 자랄 수 있는 가상의 공장인 EctoLife를 묘사한 단편 영화를 공개했다. 많은 사람들이 그 개념을 현실로 착각하고 "무섭다", "디스토피아적"이라고 비난했다.

우리는 아기 공장에서 멀리 떨어져 있지만 인공 자궁이 결실을 맺는다면 인공 자궁에 대한 사회적 반발은 일시적일 수 있다. IVF도 한때 무섭고 비윤리적이라고 여겨졌지만 오늘날에는 널리 받아들여지고 있다.

 

궁극적으로, 인공 자궁에서 아기를 키우는 윤리에 대한 우려는 오늘날 인간 생식의 매우 실제적인 신체적, 정신적 트라우마와 불임의 문제와 비교 평가되어야 한다. 기술이 잠재적으로 사람들을 그로부터 자유롭게 할 수 있다면 그것을 추구하지 않는 것이 비윤리적일까?