메치니코프가 대식세포를 처음 발견한 이야기

메치니코프가 대식세포를 발견하게 된 인터넷의 이야기를 읽어보면 도대체 문장이 전반적으로 이해가 되지 않아서, 가장 자세하게 언급된 책을 찾아서 정리했습니다. 

매치니코프가 대식세포를 발견한 과정 

 

가족이 메시나(Messina)에 머문 지 약 석 달쯤 되었을 무렵, 어느 겨울날 올가는 어린 동생들을 데리고 서커스에 가서 공연하는 유인원들을 보러 갔습니다. 메치니코프는 바닷가에 있는 자기 오두막에서 혼자 남아 있었습니다. 어쩌면 이 갑작스러운 고요함이 그의 사고를 더 깊이 잠기게 했는지도 모릅니다. 결국, 그의 앞선 발견자들이나 이후의 과학자들 역시 평소의 일상에서 벗어나 조용한 시간을 가질 때 가장 위대한 통찰을 얻었다는 이야기가 전해지니까요. (덧붙이자면, 시칠리아의 시라쿠사(Syracuse)에서 아르키메데스가 전형적인 “유레카 순간”을 경험한 것도 바로 이런 때였습니다.)

 

플랑크톤빛 녹색 바닷물로 채워진 유리병들이 가득 놓인 방 안, 메치니코프는 자신의 거실을 실험실 삼아 큰 책상 앞에 앉아 현미경을 들여다보고 있었습니다. 그는 가느다란 유리관을 병 속에 담근 채 엄지손가락으로 끝을 막고 진공 흡입을 이용해 비피나리아 아스테리게라(Bipinnaria asterigera)라는 불가사리 유생을 빨아올렸습니다. 이 유생은 납작하고 길쭉하며, 여러 쌍의 뾰족한 돌기와 배 쪽에 입처럼 생긴 개구를 가진 작은 존재였습니다.

 

 

그는 그것을 현미경 아래에 올려놓고, 다시 유리관을 조작하여 카민(carmine) 분말이 든 물 한 방울을 유생 속으로 주입했습니다. 젤리처럼 투명한 유생의 내부에서는 이동하는 세포들이 카민 입자를 흡수해 붉게 변해 가는 모습을 명확히 관찰할 수 있었습니다.

메치니코프는 이러한 떠돌이 세포에 특별한 관심을 가지고 있었습니다. 벌레, 해파리, 해면 등 무척추동물에서 그는 이런 세포들이 먹이를 삼키고 다양한 입자를 처리하는 모습을 여러 번 본 적이 있었습니다.

 

그러던 중, 그는 갑자기 충격적인 통찰을 얻었습니다. "이런 세포들이 유기체의 해로운 물질에 대한 저항 작용을 담당하는 것이 아닐까?"라고 그는 메시나에서 쓴 글에 기록했습니다. 다시 말해, 그는 단순한 섭식 행위가 아니라, 원초적인 자기 방어 행위를 보고 있었던 것입니다.

 

“내 예감 속에 무언가 특별한 흥미가 숨어 있다는 것을 느끼자, 흥분을 감추지 못하고 방안을 이리저리 걸어 다니며, 급기야는 생각을 가다듬기 위해 바닷가까지 나갔다”고 그는 적었습니다. “만약 내 생각이 옳다면, 불가사리 유생의 몸속에 가시 같은 이물질을 넣었을 때, 마치 사람이 손가락에 가시가 박혔을 때처럼 주변으로 이동 세포들이 몰려들어야 할 것이다.”

 

그는 불가사리 유생에게는 혈관도 신경계도 없다는 점을 잘 알고 있었습니다. 만약 그 안에서 이런 떠돌이 세포들이 외부 침입자에게 모여든다면, 그것은 이 유생의 방어 시스템이 소화기능의 원시적인 연장선상에 있다는 강력한 증거가 될 것입니다.

 

“곧바로 행동에 옮겼습니다. 우리 집 작은 정원에는 며칠 전 아이들을 위해 작은 귤나무를 '크리스마스트리'로 장식해 둔 곳이 있었는데, 거기서 나는 장미 가시 몇 개를 따와 물처럼 맑은 아름다운 불가사리 유생들의 피부 밑에 곧바로 찔러 넣었습니다.” 이 '크리스마스트리' 덕분에 이 실험의 날짜는 역사적으로 중요한 과학적 순간 중 하나로 기록되며, 1882년 말 또는 1883년 초로 추정됩니다.

“당연히 나는 밤새 흥분을 가라앉히지 못하고 결과를 기다렸습니다. 그리고 이튿날 이른 아침, 나는 실험이 성공했다는 사실을 기쁘게 확인했습니다.” 현미경 렌즈 너머로 펼쳐진 놀라운 광경이 그의 눈앞에 펼쳐졌습니다. 그의 예측대로, 유생의 내부에서는 수많은 이동 세포들이 가시 주위에 모여들고 있었습니다.

Metchnikoff's view on phagocytosis of different bacterial pathogens

 

그는 의심의 여지 없이 확신했습니다. 이 세포들은 유생을 방어하기 위해 몰려든 것입니다. 이와 같은 방식으로, 이 세포들은 병원균과 같은 침입자를 포식하기 위해서도 몰려들 수 있을 것입니다.

 

그리고 이어진 결론은 매우 대담했습니다. 그는 불가사리에서 인간에까지 쉽게 사고를 확장했습니다. 결국 그는 서른일곱의 생애 중 스무 해 이상을 종의 진화 문제에 천착해 온 인물이었습니다. 그는 이미 오래전에 다윈이 옳았다는 확신을 품고 있었습니다. 머리 없는 연체동물부터 지능을 지닌 포유류까지, 모든 생명은 공통 조상에서 진화해 왔다는 것입니다.

 

그의 새로운 대담한 가설은 다음과 같습니다:

모든 생명체, 인간을 포함하여, 떠돌이 세포들은 침입한 미생물을 삼켜서 생명을 위협하는 질병으로부터 몸을 보호한다. 이 세포들이야말로 유기체의 치유력을 담당하는 핵심이다.

 

메치니코프는 고대부터 수많은 의사들이 찾아 헤매던 치유의 힘을 실제로 관찰하고 정의해낸 것이었습니다.

현대 면역학의 첫 이론이 그렇게 탄생했습니다.

 

참고문헌 

Vikhanski, Luba. Immunity: How Elie Metchnikoff changed the course of modern medicine. Chicago Review Press, 2016. pp 16-17.