[데일리메디 백성주 기자] 실험용 쥐에 암세포를 키워 항암제를 연구하는 대신 ‘아바타’ 바이오칩에 여러 종류의 항암제를 적용, 가장 부작용이 적고 치료 효과가 좋은 항암제를 고를 수 있게 될 전망이다.
해당 바이오칩은 폐암 환자들의 개인별 특성을 시험관에 그대로 재현, 실제 환자에게 투약되는 최상의 약제를 선택할 수 있어 새로운 맞춤형 정밀의학 시대가 도래했다는 평가다.
서울아산병원 병리과 장세진 교수[사진 左]·의생명연구소 김민서 박사[사진 右]팀은 환자 폐암세포를 배양해 개인별 특성을 그대로 재현하는 ‘오가노이드’ 배양 기술을 확립했다고 11일 밝혔다.
연구팀은 실제 정상세포는 억제하고 폐암세포만 선택적으로 키워 암 조직구조를 이루게 하는 장기 유사체 배양기술 개발에 세계 최초로 성공했다. 이는 항암제 개발 과정에서 약물 유효성을 검증하는 전임상시험 암모델로 매우 유용하다.
실제 네이처 커뮤니케이션즈 편집자로부터 ‘주목할 만한 연구’에 최근 선정됐다. 이어 ‘네이처 커뮤니케이션즈(I.F=11.878)’ 9월호에 실렸다
이를 활용한 바이오칩 약물평가 플랫폼도 함께 개발돼 환자들은 진정한 의미의 맞춤형 항암제를 찾을 수 있게 됐고 폐암 신약개발 과정에도 적극 활용할 수 있을 것으로 보인다.
폐암은 암 사망 원인 중 1위인 고위험 암으로 혁신적인 항암제와 치료법 개발이 필요하다. 하지만 폐암은 조직학적 특성과 유전체 변이 특성이 다양하다.
환자마다 모두 다른 암이라고 할 정도로 다양성을 보이며, 항암제 개발과정에서 쥐나 토끼같은 실험동물도 많이 소요돼 대체 플랫폼인 암 오가노이드 개발이 절실했다.
암 오가노이드는 환자의 조직 특성을 체외에서 재현한 암 모델이다. 환자 암조직을 소량 채취해 생체 내 기질과 비슷한 구조에서 3차원으로 배양한 암조직 유사체다.
배양 접시 바닥에서 2차원으로 암세포를 배양하는 경우와 달리 3차원으로 배양하면 암조직의 기능과 구조까지 평가할 수 있다.
장세진 교수팀은 환자의 폐암 조직을 소량 채취해 생체와 유사한 구조에서 3차원으로 배양하는 기술을 개발했다. 폐암세포가 생존하는데 필요한 여러 성장인자들을 조합, 최적화한 배양액을 만들어 정상세포는 억제하고 암세포만 자라게 했다.
연구진이 배양에 성공한 환자유래 폐암 오가노이드는 모체가 되는 각 환자의 폐암조직 유형과 일치했고, 유전체 변이 특성도 그대로 재현하고 있었다.
특히 배양된 환자의 폐암 조직은 살아있는 상태로 장기간 보관할 수 있어 환자의 암 아바타로써 시험관 내에서 다양한 항암제로 시험치료를 한 후 최적의 항암제를 선택해 환자에게 적용하는 진정한 의미의 환자맞춤형 치료가 가능하게 됐다.
또 이 기술을 활용하면 동물실험을 대신할 수 있어 실험동물의 희생도 줄어들며, 신약 연구개발에 드는 비용과 시간도 단축할 수 있게 될 것으로 보인다.
장세진 교수는 “독자적인 암 오가노이드 배양기술을 확보함으로써 서울아산병원에서 보유한 국내 최대 수준의 풍부한 임상데이터와 유전체 분석기술을 바탕으로 한국형 정밀의학 모델을 선도해 나갈 것”이라고 소개했다.
그는 “폐암 오가노이드 바이오뱅킹은 구축이 완료됐고, 한국인이 고위험에 속하는 대장암, 위암, 간암도 구축 중에 있다”면서 “정밀의학용 진단 플랫폼도 개발하고 있어 더 많은 환자들이 최적의 항암제를 찾을 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
백성주 기자 (
