이자(췌도) 이식은 제1형 당뇨병에서 내인성 인슐린 분비를 회복하기 위한 생리학적 접근법을 제공하지만, 광범위한 임상 적용은 공여자 부족, 면역 매개 거부, 그리고 이식편의 제한된 지속성으로 인해 여전히 제약을 받고 있다. 줄기세포 유래 이자(췌도)는 최근의 임상적 진전이 뒷받침하는 확장 가능한 대안으로 부상하였으나, 장기적인 치료 효능은 불완전한 성숙, 면역 부적합, 그리고 이식 후 지속되는 면역 매개 손상으로 인해 여전히 도전에 직면해 있다. 면역 거부를 완화하기 위한 초기 노력은 미세 및 거대 캡슐화를 포함한 물리적 면역 차폐 전략에 의존하여, 이식된 이자(췌도) 이식편에 대한 면역세포의 접근을 제한하는 방식으로 이루어졌다. 그러나 용해성 염증 매개 인자로부터의 불완전한 보호와 확산 관련 제약이 드러나, 보다 직접적인 면역 조절의 필요성이 부각되었다. 이에 대응하여 상당한 연구들이 영구 유전체 공학부터 일시적 유전자 발현 억제 및 면역 신호 프로그래밍에 이르기까지, 세포 내재적 전략의 스펙트럼을 통해 면역 회피성을 갖는 이자(췌도)를 공학적으로 설계하는 데 집중해 왔다. 그중에서도 clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-Cas9 기반 유전체 편집은 면역 인지 및 염증 신호 전달을 감소시키는 면역 관련 경로의 정밀한 수정을 가능하게 하여, 중심적인 플랫폼으로 자리 잡았다. 동시에, 생체재료 및 바이오제조의 발전은 면이식편(peri-graft) 주변의 물리화학적 환경을 조절할 수 있게 하였는데, 이는 면역 노출, 물질 수송, 그리고 기계적 제약을 좌우하면서도 확장 가능한 제조를 지원하는 국소 이식편 미세환경을 의미한다. 축적되는 근거는 유전적 면역 조절만으로도, 또는 외재적 미세환경 조절만으로도 이식편의 지속적인 기능을 보장하기에는 충분하지 않다는 점을 시사한다. 본 리뷰는 면역 회피, 면이식편 미세환경 조절, 그리고 제조 용이성을 통합하는 수렴적 설계 원칙을 강조함으로써, 임상에 적용 가능한 이자(췌도) 대체 치료의 발전을 도모하고자 한다.

세포는 비상히 민감하므로, 아주 사소한 변인도 세포 배양 결과의 재현성에 결정적으로 영향을 미칠 수 있다. 따라서 생물학적 및 화학적 불순물과 같은 불필요한 외부 요인의 영향을 완화하기 위해 상당한 시간과 자원을 투자함에도 불구하고, 동일한 조건에서도 세포 배양 결과의 불일치는 피할 수 없는 오류를 여전히 초래한다. 본 연구에서는 세포 배양 결과에 영향을 줄 수 있는 간과된 외부 요인으로서 접촉에 의해 유발되는 정전하를 처음으로 제안한다. 본 연구의 실험적 결과는 이러한 정전하로 인해 발생하는 전기적 출력, 표면 퍼텐셜, 정전기장을 측정하여 도출되었으며, 다른 재료와의 접촉을 통해 세포 배양용 용기의 표면에 상당한 정전하가 생성되어 축적될 수 있음을 확인한다. 이어서, 다양한 정전기 환경을 제공할 수 있도록 특별히 제작된 세포 배양용 용기 위에서 세포를 배양함으로써 생성된 정전하가 세포에 미치는 영향을 조사한다. 그 결과, 과도한 정전하는 세포 증식과 대사 활성을 억제하는 반면, 이러한 정전하를 중화하면 세포 증식과 부착이 모두 유의하게 향상됨이 명확히 나타났다. 이러한 결과는 정전하의 양이 세포 증식 및 부착에 유의미하게 영향을 미친다는 점을 시사한다. 또한 정전하를 관리함으로써 세포 성장을 증진하고 세포 배양 결과에서 발생하는 오류를 줄일 수 있어, 결과적으로 비용과 시간 효율을 모두 개선할 수 있을 것이다.