실험동물 대체할 `간 독성평가` 인공 장기유사체 나왔다

안전성평가연, '간 오가노이드 모델' 개발

사람 간과 유사한 약물대사 및 부작용 재현

동물대체시험법 등 신약개발에 활용 기대

안전성평가연구소는 인간 전분화능 줄기세포에서 약물대사 기능을 개선해 사람의 간과 유사한 약물대사와 부작용을 재현할 수 있는 '간 독성평가용 오가노이드 모델'을 개발했다. 사진은 간 오가노이드를 현미경으로 확대한 모습

안전성평가연 제공

신약개발을 위한 간(肝) 독성 평가를 수행할 수 있는 오가노이드(인공장기 유사체) 모델이 개발됐다. 실험동물을 대체해 간 독성약물에 대한 독성평가와 약물 탐색 등에 널리 활용할 수 있게 됐다.

안전성평가연구소(KIT)는 박한진 박사 연구팀이 김상겸 충남대 교수 연구팀과 함께 인간 전분화능 줄기세포에서 약물대사 기능을 개선시킨 '간 독성평가용 오가노이드 모델'을 개발했다고 9일 밝혔다.

간은 해독작용을 포함해 생체 내외부 물질의 대사에 주요 역할을 담당한다. 특히 약물에 의한 독성이 가장 빈번하게 발생하기 때문에 신약개발 과정에서 후보약물의 안전성 평가에 가장 중요한 장기로 알려져 있다. 간 독성은 투약된 약물이 간에서 대사되는 과정에서 기능 손상이 있는 것으로, 실험동물을 대상으로 평가하고 있다.

하지만, 사람과 실험동물 간 약물대사 차이로 인해 실험동물 결과를 사람에게 동일하게 적용하기 어렵고, 사람의 암세포주나 줄기세포 유래 간세포는 약물 대사 기능이 매우 낮아 신뢰성 있는 간 독성 평가 결과를 얻는 데 한계가 있다.

연구팀은 생체 내 장기와 유사한 특성을 지닌 오가노이드 모델에 주목하고, 피부나 간, 심장 등 생체의 거의 모든 조직으로 분화하는 인간 전분화능 줄기세포에서 증식과 계대배양(배양접시를 옮겨 세포의 대를 이어 배양하는 방법)을 할 수 있는 '간 내배엽 오가노이드'를 제작하고, 이를 다시 '간 오가노이드'로 분화시켜 기능을 개선시켰다.

이 오가노이드 모델을 약물평가에 적용한 결과, 사람의 간 조직에서 직접 분리한 세포와 유사한 독성반응, 약물대사 과정을 재현했고, 간 유전질환 중 하나인 '윌슨병' 오가노이드 모델을 제작했다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 오가노이드 제작과 배양기술을 표준화해 상용화를 진행할 계획이다.

박한진 KIT 예측독성본부장은 "간 오가노이드 모델은 사람의 간과 유사한 약물대사와 부작용을 재현해 앞으로 동물대체시험법으로 신약개발 효율성을 높이는 데 기여할 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '바이오머터리얼스(지난 5월)'에 게재됐다.

출처: 디지털타임스(http://www.dt.co.kr/) 이준기기자