오가노이드, 재생의학·인공장기·신약개발 등서 기대감 커
【서울=뉴시스】황재희 기자 = '오가노이드'가 미래 의학 이슈로 떠오르면서 이를 이용한 신약, 플랫폼 개발이 점차 주목받고 있다.
21일 관련 업계에 따르면, 오가노이드란 줄기세포를 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 인체장기 유사체로, 인공장기·신약개발, 재생의학, 감염 기전 연구 등에 사용되고 있다. 뇌와 심장, 간 위, 장 피부 등 신체와 동일한 구조로 만들어 임상시험을 대체할 수 있도록 연구되고 있으며, 맞춤형 치료제로 개발 중이다.
그동안 재생치료제는 낮은 재생능으로 인한 효능 저하와 높은 발암성에 기인한 안전성 문제, 제한된 적응증으로 낮은 확장성 등이 한계로 지목돼왔다. 그러나 업계에서는 오가노이드가 이를 뛰어넘을 수 있을 것으로 보고 있다.
국내에서는 오가노이드사이언스와 셀인셀즈, 한국콜마, 티앤알바이오팹 등 기업들이 오가노이드를 활용한 치료제·의료기기를 개발하고 있다.
오가노이드사이언스는 오가노이드를 활용해 난치병 치료제를 개발하고, 신약개발 플랫폼을 개발하는 연구를 진행 중이다.
직장염·염증성장질환 치료제로 개발 중인 파이프라인 ‘ATORM-C’는 내시경으로 환자의 정상 장 점막 조직을 채취해 채취한 정상 장 점막조직에서 Crypt(음와)를 분리한 후 장 오가노이드를 오염없이 배양해 다시 장에 주입하는 방식이다.
오가노이드사이언스에 따르면, 장 손상 부위에 오가노이드를 생착한 결과 2주에서 4주에 걸쳐 오가노이드가 완전한 형태로 장의 손상 부위를 재생시킨 점을 확인했다. 오가노이드사이언스는 오는 4월께 식품의약품안전처에 임상시험계획(IND)을 신청하고 올해 임상에 돌입하는 것이 목표다.
이외에도 침샘 줄기세포 치료제 파이프라인 ‘ATORM-S’, 희귀 간 질환 치료제 ‘ATORM-L’, 자궁 재생치료제 ‘ATORM-E’를 개발 중이다.
또 신약개발 플랫폼인 ADIO 플랫폼을 자체 개발했다. 오가노이드사이언스는 종양 오가노이드와 환자 유래 면역세포의 공배양을 통해 환자 특이 면역 환경을 조성했다. 이를 통해 개발한 것이 면역관문억제제의 효능을 평가할 수 있는 ADIO 플랫폼이다. ADIO 플랫폼은 면역관문억제제 타겟의 유효성 검증, 신규 후보물질의 검증, 최적의 병합 요법 개발, 선도물질의 최적화, 바이오마커 발굴 등 다양한 형태의 활용이 가능하다.
재생치료제를 개발하는 셀인셀즈는 자기구조화(Self-Assembly) 원리를 기반으로 세포의 능력을 극대화 할 수 있는 조직형상 기술을 활용해 오가노이드 개발에 나섰다.
이 기술은 인공물질(스캐폴드, 폴리머 등)이나 동물 유래 물질 사용하지 않고, 산소와 영양분의 교환이 용이한 구조를 만들어 내 3차원 조직체가 두꺼워 지면서 발생하는 심부의 괴사·변성 등이 일어나지 않는 것이 특징이다.
이를 바탕으로 셀인셀즈는 ▲피부재생의학치료제 ▲연골결손·골관절염치료제 ▲ECM인플란트충전제 ▲동물줄기세포치료제 신약후보 파이프라인을 보유하고 있다.
피부재생의학치료제의 경우 비임상시험에서 우수한 결과가 도출됐다. 셀인셀즈는 작년 식품의약품안전처에 IND를 신청한 것으로 알려졌다. 올해 임상에 진입하는 것이 목표다. 연골결손·골관절염치료제는 현재 전임상에서 유효성 평가시험을 진행하고 있다.
3D 바이오프린팅 기술을 보유한 티앤알바이오팹은 오가노이드를 통해 동물실험의 문제점을 해결하는데 주력하고 있다.
티앤알바이오팹에 따르면, 신약개발 시 주로 사용되는 동물실험은 인간과 동물의 차이로 인해 동물실험에서 안전성과 유효성이 검증된 10개 신약 중 9개 가량의 신약이 임상시험 중 탈락하고 있다. 오가노이드는 세포의 3차원 집합체로 세포들의 배열위치가 그 기능에 결정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
티앤알바이오팹은 기존 바이오프린팅 기술의 정밀도를 개선해 실제 사람 조직의 형상을 구현할 수 있는 동시에 다양한 종류의 세포를 동시에 사용할 수 있는 ‘Pre-set extrusion’ 기술을 개발해 특허를 보유하고 있다. 현재 인공 피부, 인공 간, 인공 심장, 인공 혈관 등을 개발 중이다.
한국콜마도 작년 말 오가노이드를 개발하는 넥스트앤바이오의 지분 40%를 인수해 최대주주로 올라서며 오가노이드 개발에 뛰어들었다.
한국콜마홀딩스는 넥스트앤바이오가 보유한 오가노이드 기술 기반의 ▲배양 키트 ▲신약 후보물질 효능검증 플랫폼 ▲환자 맞춤형 항암제 및 난치성 질환 치료제 유효성 검사 등을 사업화할 계획이다. 계열사인 HK이노엔과의 시너지를 통해 장기적으로는 재생의료 치료제 개발을 목표로 하고 있다.
한편 작년 6월 생명공학정책연구센터가 발표한 ‘글로벌 오가노이드 시장 현황 및 전망’에 따르면 글로벌 오가노이드 시장은 2019년 6억9000만 달러(한화 약 7775억원)에서 2027년 34억 2000만 달러(약 3조 8000억원)로 성장할 것으로 전망된다.
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