의학·과학 과학

신약개발 위한 비임상시험 시스템 개발

김만기 기자

파이낸셜뉴스

입력 2020.12.06 13:57

수정 2020.12.06 13:57

생명공학연구원 정초록 박사팀, 장기 모방 순환 배양시스템 개발
혈액이 이동하는 것과 인체의 장기 세포들을 모방
향후 성능 개선하면 임상시험 전 비임상시험 대체할 수도
한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터 정초록 박사팀이 인체의 다양한 장기와 혈액 순환을 모방해 개발한 순환 배양시스템. 상단에 있는 4개의 배양기에는 각각 대장속 흡수세포와 간세포, 신장세포, 염증이나 암 세포가 들어가 있다. 생명공학연구원 제공
한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터 정초록 박사팀이 인체의 다양한 장기와 혈액 순환을 모방해 개발한 순환 배양시스템. 상단에 있는 4개의 배양기에는 각각 대장속 흡수세포와 간세포, 신장세포, 염증이나 암 세포가 들어가 있다. 생명공학연구원 제공


[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 사람의 장기 기능과 혈액순환을 모방한 시스템을 개발했다. 이 시스템은 신약개발때 약물이 체내에서 어떤 효과를 일으켜 반응하는를 알아볼 수 있다. 연구진은 이 시스템의 성능을 높이면 향후 비임상시험을 대체해 신약개발의 정확성을 높이고 비용울 줄일 수 있을 것으로 전망했다.

한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터 정초록 박사팀이 인체의 다양한 장기와 혈액 순환을 모방한 순환 배양시스템을 개발했다.


정초록 박사는 "이 생체모사시스템은 신약개발 단계에서 현재 시행되는 비임상시험의 문제점을 보완해주는 새로운 도구가 될 수 있을 것"이라고 말했다.

연구진은 이 시스템에 시판되고 있는 15종 약물을 투여해 실험했다. 실험결과, 인체반응과 비교해 70% 이상의 유사성을 나타냈다.

신약개발 단계별로 사용되는 시험모델은 신약개발의 성공에 중요한 요소다. 이에따라 보다 정확하고 인체와 닮은 모델을 개발하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

초기 약물 탐색단계에서는 세포를 기반으로 시험을 진행한다. 이후 사람을 대상으로 하는 임상시험 전단계의 비임상시험에서는 살아있는 동물 체내에서 약물반응을 시험하는 약동력학시험, 약독성학시험 등이 진행된다.

비임상시험을 위한 시험모델은 몸속 장기의 연결과 혈액순환을 모두 모방해야 하고, 장기의 기능을 모방한 세포가 필수다.

연구진은 2015년부터 이같은 순환 배양시스템을 개발하기 시작했다.

연구진은 최근 약물개발 추세에 맞춰 먹는 약물의 약동학 시험을 위해 현존하는 장 속 흡수세포 'Caco-2'와 간세포 'HepaRG'의 기능을 효과적으로 증진시키는 새로운 분화기술을 개발했다.

또한 고도로 분화된 흡수세포와 간세포, 신장세포, 염증세포 등 4종의 세포를 담아 아세트아미노펜의 신장독성과 항염증 효과를 검증했다.
이로써 약력학 시험이 가능하다는 것을 증명했다.

정 박사는 "이 새로운 시스템에 고기능 오가노이드를 탑재해 시험을 진행 중인 만큼, 가까운 미래에는 더욱 높은 인체 유사도와 정확성을 보일 것으로 기대된다"고 말했다.


이번 연구결과는 정초록, 임정화, 노경희, 강현미 박사도 참여해 생재료분야 세계적 저널인 '바이오패브리케이션'에 9월 30일 게재됐다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자

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