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바이오 인공 장기-동물기반 : 기초연구본부 선정 R&D 이슈 연구동향(33)
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세포 기반 인공장기 개발과 동향
Jan 9, 2023 ... 세포 기반 인공장기 개발과 동향. KDB미래전략연구소 산업기술리서치센터. 서 ... 장, 간, 침샘 오가노이드 등 오가노이드를 활용한 재생. 치료제 및 신약 ...
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줄기세포 및 오가노이드 : 기초연구본부 선정 R&D 이슈 연구동향(10)
(2021)
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바이오프린팅 인공장기 응용기술센터
오가노이드 최근 동향. 2.1 오가노이드 산업 동향. 2.2 오가노이드 제품·서비스 동향. 3장. 오가노이드 기술개발 현황. 3.1 오가노이드 특허 동향. 3.2 오가노이드 연구 ...
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국내외 오가노이드 규제 및 산업 현황
※ 출처: 동물대체시험법 기술 및 산업동향, KDB산업은행 미래전략연구소, 2023. Page 6. 국내외 오가노이드 규제 및 산업 현황. 6. 국내 산업동향. 국내 오가노이드 기업 ...
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Bio-MEMS의 산업화 기술 동향
되는 오가노이드(Organoid) 제조 및 활용기술이 있다. 산업동향 및 전망. Bio-MEMS에서는 수 nL에서 수십 μL의 시료를 정확. 하게 이송, 분배, 혼합하는 미세유체제어 ...
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![[첨단바이오의약품규제과학센터] 첨단바이오포커스 제33호(Adv Bio ... 사진]()
[첨단바이오의약품규제과학센터] 첨단바이오포커스 제33호(Adv Bio ...
1. 국내동향. - 식약처, 규제과학센터를 첨단바이오의약품 자기추적조사 접수·검토기관으로 지정 · 2. 주요국 동향 · 3. Key Issue 오가노이드 개발 동향.
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![인공장기 따라 늘어나고 밀착···뇌 오가노이드 작은 신호도 외부서 측정 - 헬로디디 사진]()
인공장기 따라 늘어나고 밀착···뇌 오가노이드 작은 신호도 외부서 측정 - 헬로디디
((GMT)2025-01-14 08:00:00)
오가노이드의 전기생리신호를 비침습적으로 측정할 수 있는 새로운 기술이 국내 연구팀에 의해 개발됐다. (뒤 왼쪽부터) 이현주 교수, 손미영 박사, 이미옥 박사 (앞 왼쪽부터) 김기업 박사과정, 이영선 박사과정. [사진=KAIST]
오가노이드의 전기생리신호를 비침습적으로 측정할 수 있는 새로운 기술이 국내 연구팀에 의해 개발됐다. 이 기술은 질병 모델 개발과 약물 스크리닝, 개인 맞춤형 의학 연구에 획기적인 진전을 가져올 것으로 기대를 모으고 있다.
KAIST(총장 이광형)는 이현주 전기및전자공학부 교수 연구팀이 한국생명공학연구원 국가아젠다연구부 손미영 부장 연구팀 및 줄기세포융합연구센터 이미옥 박사 연구팀과 공동으로 오가노이드 비침습적 전기생리신호 측정을 위한 '고신축성 돌출형 미세전극 어레이' 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다.
오가노이드는 인간유래 줄기세포를 기반으로 제작되는 3차원 형태의 세포 집합체다. 동물실험 모델과 2차원 세포배양 모델을 대체할 수 있는 차세대 실험 모델로 주목받고 있다. 인체 조직을 높은 정확도로 모사할 수 있어 질병 모델 개발, 약물 스크리닝, 개인 맞춤형 의학 분야에서 활용도가 높다.
하지만 기존 오가노이드 연구는 주로 유전자 분석에 치중되어 왔으며 기능성 연구는 상대적으로 미진했다. 이 중 심장과 뇌 오가노이드의 경우 제작 방식에 따라 전기신호가 다양하고 불규칙하기 때문에 오가노이드를 파괴하지 않고 발생하는 미세한 전기신호를 측정하는 것이 큰 기술적 과제로 남아있었다.
연구팀이 개발한 고신축성 돌출형 미세전극 어레이는 이러한 한계를 극복했다. 이 플랫폼은 오가노이드의 크기와 형태에 맞춰 스스로 늘어나 표면에 밀착되는 특징을 가진다. 또 전도성 폴리머 기반의 돌출형 전극을 적용해 오가노이드를 손상시키지 않으면서도 안정적으로 전기신호를 측정할 수 있다.
연구팀은 이 기술을 활용해 다양한 크기의 심근 스페로이드에서 발생하는 전기생리신호를 실시간으로 측정하고 분석하는데 성공했다. 각 크기별 심근 스페로이드의 성숙도와 유지 상태에 따른 전기생리신호의 특성 차이도 확인했다. 또한 중뇌 오가노이드에서 발생하는 전기생리신호도 측정해 다양한 전기세포 기반 오가노이드에서의 활용 가능성을 입증했다.
연구팀에 따르면 이번 연구는 미소 전자 기계 시스템(MEMS) 공정과 전기증착 공정을 활용해 대량 생산이 가능하도록 설계됐다. 마이크로웰과 집적해 다채널로 확장할 수 있어 오가노이드의 산업적 활용도를 높일 것으로 연구팀은 기대했다.
이현주 교수는 "다양한 크기의 오가노이드에 활용 가능한 고신축성 돌출형 미세전극 어레이를 개발하여 실시간으로 오가노이드의 상태를 평가할 수 있다"며 "이번 기술은 신약 개발 시 실험동물을 대체하거나 재생 치료제로써 사용되는 오가노이드의 품질 평가에 바로 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.
한편, 연구팀은 향후 다양한 센서들과 통합해 다기능성 모니터링 시스템을 제작하고, 미세유체채널을 집적해 자동 배양 및 약물 스크리닝이 가능한 시스템으로 발전시킬 계획이다. 이를 통해 다양한 오가노이드 질병 모델의 기능성 확인은 물론, 환자 유래 오가노이드를 활용한 맞춤형 의료시스템 구축 연구로 확장할 예정이다.
이번 연구는 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 지난해 12월 15일 온라인에 게재됐다.
논문명: Highly Stretchable 3D Microelectrode Array for Noninvasive Functional Evaluation of Cardiac Spheroids and Midbrain Organoids.
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![인간 장기 대신 생명을 구하다, 바이오 인공장기 - 성대신문 사진]()
인간 장기 대신 생명을 구하다, 바이오 인공장기 - 성대신문
((GMT)2025-03-23 16:03:31)
신장 기능을 상실한 성균이는 인간의 신장을 이식받지 않고도 생명을 연장할 수 있었다. 바로 바이오 인공신장을 이식받았기 때문이다. 우리는 바이오 인공장기를 통해 인간의 장기를 하염없이 기다리지 않고도 생명을 연장할 수 있는 시대로 진입하고 있다. 장기이식 대기자의 생명을 연장하는 바이오 인공장기의 종류와 제작 원리, 상용화 전망을 알아보자.
전 세계적으로 장기이식을 기다리는 사람은 많지만 장기를 기증할 사람이 부족한 것이 현실이다. 이는 우리나라도 예외는 아니다. 보건복지부 국립장기조직혈액관리원의 장기이식 통계에 따르면, 2023년 장기이식 대기자는 5만 1857명이었지만 뇌사 장기 기증자는 483명에 그쳤다. 장기이식을 기다리다 사망하는 환자들도 적지 않다. 같은 해 2천 907명이 장기 이식을 기다리다 사망했다. 이런 상황에서 인간 장기를 대신할 수 있는 바이오 인공장기가 주목받고 있다. 바이오 인공장기란 인간의 장기를 대체하기 위해 인공적으로 만들어진 장기다. 그 중에서도 생물체를 기반으로 한 장기에는 이종장기와 세포 기반 인공장기가 있다. 이종장기는 인간에게 이식할 수 있도록 특수하게 개발된 동물의 장기로, 1960년대 침팬지의 신장 및 심장 이식이 시도된 이후 지속적인 연구가 진행되고 있다. 한편 세포 기반 인공장기는 인체나 동식물에서 유래한 생체 재료와 세포를 이용해 제작된 장기다. 이는 1970년대 줄기세포 연구에서 시작돼 2000년대에 3D 프린팅 기술과 만나며 더 활발히 연구되기 시작했다.
이종장기 이식에서 가장 중요하게 연구되는 주제는 면역거부반응의 극복이다. 면역거부반응이란 인체의 면역체계가 이식된 장기를 이물질로 판단해 이를 공격하고 파괴하는 현상을 말한다. 특히 이종장기 이식에서는 인간의 장기를 이식하는 동종장기 이식보다 면역거부반응이 강하게 나타나 이식 시 큰 걸림돌이 된다. 이를 해결하기 위해 연구진은 체구가 작은 미니 돼지의 유전자를 편집한 형질전환 돼지를 개발해 왔다. 미니 돼지는 성체가 약 100kg으로 인간의 장기와 크기가 유사하며, 생리 현상도 비슷하다. 또한 번식이 쉬워 이종장기를 대량 생산할 수 있다는 점도 장점으로 꼽힌다. 이런 형질전환 돼지를 만들기 위해서는 유전자 편집 기술과 체세포 핵이식 기술이 이용된다. 우선 유전자 편집 기술을 이용해 돼지 체세포에서 면역거부반응을 유발하는 돼지 유전자는 제거하고 이를 극복하는 데 도움을 주는 인간 유전자는 삽입한다. 이화여대 의과대학 권복규 교수는 “유전자 편집 과정에서 면역거부반응을 일으키는 항원 단백질인 알파갈(a-Gal)을 발현시키는 돼지 유전자를 제거하고, CD55와 CD46 등의 인간 유전자를 삽입해 이종장기가 인간의 몸에 더 적합하도록 조작한다”고 설명했다. 이후 체세포 핵이식 기술을 활용해 유전자 편집이 완료된 체세포의 핵을 핵이 제거된 돼지의 난자에 주입해 복제 배아를 만든 뒤, 이를 대리모 돼지에게 이식한다. 이때 대리모 돼지가 출산한 새끼 돼지는 유전자가 편집된 형질전환 돼지로 무균시설에서 사육된 후 이종장기 이식에 활용된다. 실제로 지난해 11월 25일 미국에서 신장의 기능 상실로 이식이 필요한 환자에게 면역거부반응을 줄이기 위해 유전자 10개를 편집한 돼지의 신장을 이식했다. 이전까지 진행된 4번의 *임상시험에서는 면역거부반응 등의 다양한 이유로 환자가 2개월을 넘기지 못하고 사망하거나 장기 기능의 문제가 발생했으나, 해당 환자는 3개월 이상 건강히 생존하며 이종장기 이식의 성공 가능성이 제기됐다.
한편 면역거부반응을 완화할 수 있는 차선책으로 세포 기반 인공장기가 주목받고 있다. 세포 기반 인공장기는 장기를 이식받는 환자 본인의 세포를 활용해 제작할 수 있어 면역반응을 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 현재 세포 기반 인공장기는 주로 3D 바이오프린팅 기술과 오가노이드 기술을 통해 연구되고 있다. 3D 바이오프린팅 기술은 세포와 생체 재료로 만든 바이오 잉크를 3D 프린팅해 인공장기나 조직을 제작하는 기술이다. 기본적으로 층층이 쌓아 올리는 적층 방식을 이용한다는 점에서 기존 3D 프린팅 기술과 유사하나, 금속이나 플라스틱이 아닌 생체 재료를 사용한다는 점에서 차이가 있다. 3D 바이오프린팅 과정에서 가장 중요한 것은 세포 기반 장기 제작 시 이용되는 특수한 생체 재료인 바이오 잉크다. 바이오 잉크는 일반적으로 세포와 *하이드로젤을 혼합해 제작된다. 전남대 융합바이오시스템기계공학과 이희경 교수는 “하이드로젤은 세포가 성숙하도록 하고, 조직이나 장기의 기능을 구현할 수 있도록 돕는 *세포외기질의 역할을 한다”며 “또한 세포 운반체로써 활용돼 3차원적인 형태를 만드는 데도 기여한다”고 덧붙였다. 이처럼 세포를 포함한 바이오 잉크를 3D 바이오프린터를 통해 분사해 원하는 모양의 조직이나 장기를 제작할 수 있다. 한편 또 다른 세포 기반 인공장기 기술인 오가노이드 기술은 여러 종류의 조직으로 분화할 수 있는 줄기세포를 3차원으로 배양해 장기 유사체를 만드는 기술이다. 줄기세포는 일반적으로 세포 밖 미세한 환경을 재현할 수 있는 물질인 매트리겔 내에서 3차원으로 배양되며, 세포의 성장과 분화를 돕는 성장인자가 포함된 배양 조건에서 장기 유사체로 형성된다.
3D 바이오프린팅으로 3차원 조직을 만드는 모습. ⓒ주간조선 캡처
바이오 인공장기가 상용화되기 위해서는 윤리적 문제에 대한 합의가 선행돼야 한다. 일례로 ‘PETA(People for the Ethical Treatment of Animals)’나 ‘Animal Aid’와 같은 동물권 단체는 지능이 있는 돼지의 유전자를 인위적으로 조작하고 장기 공급을 위한 수단으로 이용하는 것은 비윤리적이라는 비판을 제기했다. 이에 대해 권 교수는 “이종장기 이식을 위한 돼지들은 일반적으로 매우 청정하고 행복한 환경에서 자란다”며 “이종장기 이식이 생명을 살릴 수 있다는 점에서 동물권 단체도 점차 수용적인 입장을 가질 것”이라고 전망했다. 또한 서울대 의과대학 박정규 교수는 “임상시험 허가 과정에서 윤리 관련 전문가가 연구를 관리·감독해 윤리적으로 문제가 없음을 입증하는 과정이 필요하다”며 “일반인을 대상으로 이종이식의 장단점을 알려주고 의견을 듣는 등 동물 윤리에 대한 사회적인 인식과 함께 합의를 이루는 과정이 필요하다”고 말했다.
또한 바이오 인공장기 상용화를 위해서는 안전성과 효능이 검증될 수 있도록 많은 임상시험 사례가 축적돼야 한다. 최근에는 바이오 인공장기 임상시험이 확대되며, 임상시험 성공 사례도 축적되고 있다. 지난 2월 3일 미국 생명공학기업인 UTC는 미국 식품의약국(Food and Drug Administration, 이하 FDA)으로부터 돼지 신장 이식 임상시험을 공식적으로 승인받은 바 있다. 이전까지 미국에서 이루어진 이종 심장 및 신장 이식 임상시험은 공식적인 수술이 아닌 치료법이 없는 환자를 대상으로 한 ‘동정적 허가’ 조항에 따른 실험적 연구였으나, 이번 사례는 FDA의 공식적인 임상시험 승인을 받은 사례라는 점에서 의미가 깊다. 한편 2023년 8월, 국내에서도 유의미한 성과가 있었다. 가톨릭대 의과대학 김성원 교수 연구팀은 호흡 기도가 결손된 환자에게 줄기세포를 이용해 3D 바이오프린팅한 인공 기관을 이식하는 데 성공했다. 이 교수는 “세포를 기반으로 바이오프린팅한 인공 기관을 인간에게 이식한 세계 최초 시도라는 점에서 의의가 있다”고 말했다. 이처럼 바이오 인공장기의 상용화를 위한 연구와 논의는 끊임없이 이어지고 있다. 바이오 인공장기가 윤리적 논의와 함께 상용화돼 장기 부족 문제 해결의 실질적인 대안이 될 수 있을지 귀추가 주목된다.
◆임상시험=의약품 등의 안전성과 유효성을 증명할 목적으로 사람을 대상으로 실시하는 시험.
◆하이드로젤=다량의 수분을 함유하는 3차원 구조의 친수성 고분자 물질.
◆세포외기질=세포가 밖으로 분비한 물질들이 형성하는 구조.
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!['꿈의 기술, 오가노이드'…협력 늘리는 바이오 업계 - 매일경제TV 사진]()
'꿈의 기술, 오가노이드'…협력 늘리는 바이오 업계 - 매일경제TV
((GMT)2024-10-31 07:00:00)
3차원 미니 장기 오가노이드에 대한 관심이 증가하고 있습니다.
바이오 업계도 오가노이드를 활용하기 위한 연구를 꾸준히 이어가고 있는데요.
최근에는 오가노이드와 인공지능의 결합을 시도하는 기업들도 나오고 있습니다.
최근 국내외 시장에서는 오가노이드를 중심으로 기술활용도가 높아지면서 새로운 사업을 바탕으로 그 확장성이 주목되고 있습니다.
오가노이드란 줄기세포를 배양해 장기와 유사한 3D 입체 구조로 만든 것으로, '미니 장기'라고도 불립니다.
국내 기업 가운데 오가노이드사이언스는 오가노이드 기술을 활용한 약물평가 플랫폼을 구축해 동물시험을 대체할 수 있는 시스템을 구축했습니다.
이러한 시스템을 기반으로 효율성을 높여 신약 개발에도 기술을 활용하면서 국내외 글로벌 제약사들과 협업하고 있습니다.
오가노이드 기술에 AI를 접목한 사례도 눈에 띕니다.
JW중외제약 은 인공지능 기반 정밀의료 기업 미국 템퍼스AI와 협력해 실제 임상 데이터와 오가노이드를 활용한 항암 신약 개발 가속화에 나섰습니다.
JW중외제약 은 템퍼스AI가 보유한 임상 기록, 병리 이미지와 같은 멀티모달 데이터와 환자 유래 오가노이드 모델을 활용해 후보물질을 평가할 예정입니다.
넥스트앤바이오는 AI로 오가노이드의 3차원 구조를 빠르고 정확하게 분석하는 연구를 진행해 결과를 국제 학술지에 발표했습니다.
이번 연구는 오가노이드 분석에 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 줄였다는 점에서 학계의 관심을 받았습니다.
오가노이드에 AI가 더해진 기술은 해외에서도 이미 활발한 연구가 진행되고 있습니다.
미국 인디애나대 블루밍턴 연구진은 뇌 조직과 컴퓨터 회로를 결합한 ' 하이브 리드 바이오 컴퓨터'를 개발했습니다.
연구진은 오가노이드와 컴퓨터를 연결할 수 있다면 인간 뇌의 속도, 에너지 효율을 AI에도 활용할 수 있을 뿐 아니라 치료를 위한 연구로도 쓸 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
레나 스미르노바 존스홉킨스대학 교수는 이 연구에 대해 "더 많은 연구가 필요하지만 생물학 컴퓨터를 가능하게 하는 몇 가지 이론적인 아이디어를 확인시켜 주는 연구"라고 평가했습니다.
이전 연구는 뉴런 세포를 2차원으로 배양한 뒤 수행됐는데, 3차원 형태로 만든 상황에서도 연결이 가능하다는 것을 보여줬다는 것입니다.
국내외 바이오 업계가 '꿈의 기술'로 불리는 오가노이드를 활용한 확장성에 연구개발 능력을 집중시키면서 기술의 완성도를 높이고 있습니다.
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![에이블랩스, '오가노이드 기반 약물 효능 평가 플랫폼' 개발 나선다 - 머니투데이 사진]()
에이블랩스, '오가노이드 기반 약물 효능 평가 플랫폼' 개발 나선다 - 머니투데이
((GMT)2025-01-21 08:00:00)
바이오 실험 자동화 로봇 전문 기업 에이블랩스 가 최근 글로벌산업기술협력센터(GITCC) 과제 주관기관으로 선정됐다고 21일 밝혔다.
이번 과제는 차세대 오가노이드 기반 약물 효능 평가 플랫폼인 '넥스트젠 오가노이드스캔'(NextGen OrganoidScan)을 개발하는 것이 목표다. 에이블랩스를 중심으로 큐빛바이오, 한국화학연구원, 광주과학기술원, 존스홉킨스대학교가 협력한다.
GITCC는 국내 기업과 해외 우수 연구기관 간 협력을 지원해 첨단 산업기술 혁신을 촉진하는 기관이다.
기존 약물 효능 평가 시스템은 2D 세포배양에 적합한 기술로 설계돼 3D 오가노이드(인공장기)와 같은 고도화된 모델 평가에 한계가 있었다.
2D 기반 시스템은 세포가 생체 내 환경과 유사하게 성장하지 못해 약물 반응의 정확성이 떨어지며, 분석 시스템도 3D 오가노이드 평가에 적합하지 않다.
이 같은 한계는 약물 개발 초기 단계에서 효능 및 독성 평가 결과가 임상 결과와 불일치하는 주요 원인으로 지적돼 왔다.
이번 과제는 이러한 한계를 극복하기 위해 3D 오가노이드 배양 및 약물 효능 평가에 최적화된 플랫폼을 개발하는 것을 목표로 한다.
이 플랫폼은 AI 기반 배양 관리 및 약물 처리 기술, 초고속 3D 이미징 시스템, 활성산소종(ROS) 모니터링 기술을 결합해 약물 평가의 정밀성과 재현성을 획기적으로 높일 예정이다.
에이블랩스는 존스홉킨스대학교와 함께 AI(인공지능) 기반 배양 및 약물 효능 평가 자동화 시스템을 개발한다.
큐빛바이오와 광주과학기술원은 LFM(Light Field Microscopy) 기반의 초고속 3D 이미징 시스템을 통해 기존 공초점 현미경 대비 신속하고 효율적인 데이터 처리 기술을 제공한다.
한국화학연구원은 ROS 모니터링 기술로 오가노이드의 생리적 상태와 약물 반응을 정밀히 분석해 평가 신뢰성을 강화한다.
이번 과제는 작년 8월부터 총 3년간 진행될 예정이며 2027년 7월 종료된다. 우수 과제로 선정될 경우, 고도화 및 상용화를 위해 최대 2년 간 추가 지원을 받을 수 있으며, 최대 2029년까지 연장 가능하다.
신상 에이블랩스 대표는 "이제 손으로 세포를 배양하고 약물을 처리하는 시대는 끝났다"며 "AI가 사람보다 더 정밀하게 배양 환경을 제어하고 약물 효능 평가를 수행하는 새로운 시대가 열렸다"고 말했다. 이어 "이번 플랫폼은 단순한 기술 개선을 넘어 바이오 연구와 약물 개발의 패러다임을 재정의할 혁신적 도구가 될 것"이라고 덧붙였다.
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![인공장기로 지방간 신약 개발한다 - 네이트 뉴스 사진]()
인공장기로 지방간 신약 개발한다 - 네이트 뉴스
((GMT)2025-03-16 04:12:00)
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간 질환 대응 약물 효과 평가, 의료 연구 분야에서 널리 활용 가능
한국화학연구원 김현우 책임연구원(뒤)과 신대섭 연구원이 지방간 오가노이드(미니 인공장기 세포)의 상태를 살펴보고 있다. 화학연구원 제공
[파이낸셜뉴스] 한국화학연구원 김현우·배명애 박사팀은 비알콜성 간 질환 신약 개발을 위한 인공장기와 나노 탐침 기반의 정밀 분석 기술을 개발했다고 16일 발표했다. 이 기술은 간 질환의 초기 단계인 지방간 상태에서부터 치료 약물을 찾는 데 중점을 두고 있으며, 이를 통해 간 질환 신약 개발의 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
비알콜성 지방간 질환은 과도한 식사나 운동 부족으로 인해 간 세포에 지방이 쌓여 발생하며, 이는 간경화나 간암으로 발전할 수 있는 위험이 있다. 따라서 초기 단계에서부터 적절한 치료 약물을 찾는 것이 중요하다.
기존 검사법은 질환 모델 인공장기의 전체 부위를 파괴될 때까지 눌러 경도를 측정하는 방식이었다. 이로 인해 살아있는 상태에서의 지속적인 측정이 불가능했으며, 특정 위치의 경도 정보를 얻는 데 한계가 있었다. 연구진은 이를 해결하기 위해 지방간 질환 상태로 만든 간 오가노이드 즉 인공장기가 살아있는 상태로 측정할 수 있는 기술을 개발했다.
한국화학연구원 연구진이 지방간 상태를 따라한 미니 인공장기 세포가 담긴 접시를 배양 장비에 넣고 있다. 화학연구원 제공
이 기술은 나노 단위의 미세한 압력으로 좁은 영역을 선택적으로 눌러 측정값을 분석하는 방식이다. 연구진은 먼저 지방이 쌓인 부위를 형광염료로 염색해 위치를 찾고, 그 부위에 나노 탐침을 사용해 미세 압력을 가하는 방식을 택했다. 나노 탐침으로 인공장기를 누를 때 휘어지는 정도는 탐침 표면의 레이저 반사를 통해 정밀하게 측정된다.
측정 결과는 연구진이 개발한 수학적 계산식을 통해 분석했다. 지방 축적에 따른 경도 변화를 영률이라는 정량적 수치로 측정할 수 있었다. 특히, 기존 방식은 인공장기를 고정시키기 위해 약품 처리로 세포를 죽였던 반면, 이번 나노 탐침 기술은 인공장기가 계속 살아있는 상태를 유지할 수 있는 배양액 내에서 적용이 가능하다.
연구진은 5마이크로미터 내외의 얕은 깊이만 눌러 간 조직에 손상을 전혀 주지 않는 방법을 개발했다. 새로 개발한 '나노 탐침 경도 측정 기술'을 비알콜성 지방간 모델 오가노이드에 적용한 결과, 형광 빛이 강한 지방 축적 부위의 경도는 형광 빛이 약한 부위에 비해 영률 기준으로 약 35% 물렁한 결과를 보였다. 이는 원하는 부위만 정확히 찾아낸 것을 의미한다.
지방 축적 형광 영상을 통해 측정 위치를 찾은 결과, 전체 측정 시간은 무작위 측정 방식에 비해 절반 이상 단축됐다. 또한 측정 후 간세포 생존율이 97% 이상 유지되는 등 손상이 최소화된 것도 확인했다.
김현우 박사는 "지방간 신약 개발 시 질환 모델의 변화를 간편하게 분석할 수 있다"고 설명했다.
연구진은 향후 하나의 인공장기를 손상 없이 계속 사용하며 간 질환 진행 상황을 단계별로 연속 측정하는 약물 효능 평가 기술도 개발할 계획이다.
한편, 연구진은 이번에 개발한 인공장기와 측정기술을 국제 학술지 'ACS 생체재료 과학 및 공학(ACS Biomaterials Science and Engineering)'에 발표했다.
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![인공장기 손상 없이 전기생리신호 측정 - 동아사이언스 사진]()
인공장기 손상 없이 전기생리신호 측정 - 동아사이언스
((GMT)2025-01-14 08:00:00)
(뒤 왼쪽부터) 이현주 KAIST 전기및전자공학부 교수, 손미영 한국생명공학연구원 국가아젠다연구부 부장, 이미옥 줄기세포융합연구센터 책임연구원. (앞 왼쪽부터) 김기업 KAIST 박사과정생, 이영선 생명연 박사과정. KAIST 제공.
인체 조직을 높은 정확도로 모사하는 ‘오가노이드(장기유사체)’에서 발생하는 전기생리신호 변화를 측정하는 시스템이 개발됐다. 오가노이드를 이용한 신약 및 정밀의료 기술 개발에 도움이 될 것으로 기대된다.
KAIST는 이현주 전기및전자공학부 교수 연구팀이 손미영 한국생명공학연구원 국가아젠다연구부 부장 연구팀, 이미옥 줄기세포융합연구센터 책임연구원 연구팀과 공동 연구를 통해 오가노이드의 비침습적 전기생리신호를 측정하기 위한 고신축성 돌출형 미세전극 어레이 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다.
오가노이드는 인간에서 유래한 줄기세포를 기반으로 제작하는 3차원 세포 집합체다. 2차원 세포 배양 모델과 동물실험 모델을 대체할 수 있는 실험 모델이다. 오가노이드는 인체 조직과 닮아 있기 때문에 질병 모델로 활용하거나 약물 스크리닝을 할 때 이용할 수 있다.
심장과 뇌 오가노이드에서 발생하는 전기신호는 매우 약해 측정하는 데 어려움이 있다. 오가노이드에서 생기는 형태가 불규칙한 전기생리신호를 측정하려면 오가노이드를 손상시켜야 했다.
고신축성 돌출형 미세전극 어레이의 개념도. KAIST 제공.
오가노이드를 이용해 약물의 효과를 평가하고 정밀하게 연구를 하려면 오가노이드 3차원 형태와 상태가 보존돼야 한다. 연구팀은 오가노이드를 손상시키지 않고 외부 표면에 전극을 밀착해 전기생리신호를 실시간 모니터링할 수 있는 시스템을 개발했다.
연구팀은 오가노이드 크기와 형태에 맞춰 스스로 늘어나 오가노이드 표면에 밀착할 수 있는 고신축성 돌출형 미세전극 어레이를 개발했다. 또 이를 활용해 오가노이드에서 발생하는 전기생리신호의 실시간 변화를 성공적으로 측정·평가했다.
연구팀은 미소 전자 기계 시스템(MEMS) 공정을 개발해 늘어날 수 있는 구조인 ‘서펜타인 구조’ 기반 고신축성 미세전극 어레이와 전기증착 공정을 통해 돌출형 미세전극을 제작했다. 돌출형 미세전극은 오가노이드에 전극을 강하게 밀착시켜 오가노이드에 손상을 입히지 않으면서 안정적으로 전기생리신호를 측정할 수 있게 한다.
이 교수는 “다양한 크기의 오가노이드에 활용 가능한 고신축성 돌출형 미세전극 어레이를 개발해 실시간으로 오가노이드의 상태를 평가할 수 있게 됐다”며 “신약 개발 시 실험동물을 대체하거나 재생 치료제로 사용되는 오가노이드의 품질 평가에 바로 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’에 지난달 15일 온라인 게재됐다.
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![경북도, `바이오프린팅` 활용 인공 장기 산업화 첫 걸음 - 영남일보 사진]()
경북도, `바이오프린팅` 활용 인공 장기 산업화 첫 걸음 - 영남일보
((GMT)2024-11-28 08:00:00)
28일 포항지식산업센터에서 개소식을 갖고 본격적인 운영에 들어간 바이오프린팅 인공장기 상용화 지원 센터내 연구시설인 바이오프린팅 인공장기 제조실.
경북도가 바이오프린팅을 활용한 인공 장기 산업화를 위해 포항지식산업센터 내에 '바이오프린팅 인공장기 상용화 지원 센터'(이하 센터)를 28일 개소했다.
첨단재생바이오 분야 산업화를 지원하게 되는 센터는 포항지식산업센터 내 1천400.8㎡ 규모의 시설에 바이오프린팅 활용 인공장기 제조 시설(GMP)과 세포·유전자치료제, 조직공학제제 등의 품질 분석 및 효능 연구를 위한 연구실험실로 구성돼 있다.
센터는 2022년 산업통상자원부가 주관한 '스마트특성화기반구축사업' 공모에 '바이오프린팅 활용 동물대체시험평가 플랫폼 구축 사업'으로 선정돼 총사업비 165억원(국비 75억원) 중 62억원이 투입됐다.
이날 열린 개소식에는 양금희 경북도 경제부지사와 이강덕 포항시장, 이칠구 경북도의원, 포항시의원 및 산·학·연 관계자 등 100여명이 참석했다.
도는 그동안 산업통상자원부 공모 사업을 통해 바이오프린팅 인공장기 개발과 기술 지원을 위한 포스텍, 포항테크노파크, 한국생산기술연구원과의 협력 체계를 구축했다.
이를 통해 △포스텍(바이오프린팅 인공장기 응용기술센터)은 인공장기 개발 및 제작 지원과 동물 대체 시험평가 기술지원 △포항TP는 바이오프린팅 인공장기 상용화 시설 구축 △한국생산기술연구원(바이오메디칼생산기술센터)은 바이오잉크 재료 표준화 등을 수행했다.
도는 이번에 조성되는 센터를 적극 활용해 세포·유전자치료제와 조직공학제제로 대표되는 첨단재생바이오 분야의 기술개발과 기업 지원을 통해 미래 첨단바이오 산업을 육성한다는 방침이다.
특히 올해 6월 선정된 경북의 바이오국가첨단전략산업특화단지(안동·포항)와의 연계를 통한 기존의 백신·바이오의약품 산업에서 첨단재생의료 및 첨단바이오의약품 산업으로 확대해 나갈 계획이다.
양금희 부지사는 "국내 장기 기증 대기자는 이미 5만명을 넘어섰으나 장기 기증만으로는 한계가 있다"며 "도는 인공장기 개발의 산업화를 촉진해 국가 첨단재생바이오 산업 발전에 기여하는 한편, 지역 미래 산업 육성에 최선을 다할 계획"이라고 밝혔다.
한편 글로벌 재생의료 시장 규모는 2030년까지 1천277억달러(한화 약 178조원) 규모로 성장할 것으로 전망된다. 세포·유전자치료제는 연평균 18.3% 성장해 2033년 973억달러(약 136조원) 규모, 인공장기는 연평균 7% 성장해 2033년 445억달러(약 62조원) 규모로 확대될 것으로 예상된다.
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![바이오혁신 거점도시 포항, 바이오프린팅 인공장기 상용화 지원센터 개소 - 세계일보 사진]()
바이오혁신 거점도시 포항, 바이오프린팅 인공장기 상용화 지원센터 개소 - 세계일보
((GMT)2024-11-28 08:00:00)
포항시는 28일 포항융합기술산업지구 내 포항지식산업센터에서 글로벌 바이오프린팅 인공장기 기술개발을 선도하는 ‘바이오프린팅 인공장기 상용화 지원센터’ 개소식을 가졌다고 밝혔다.
이날 개소식에는 이강덕 포항시장, 양금희 경북도 경제부지사, 김일만 포항시의회 의장, 장진아 포스텍 바이오프린팅 인공장기 응용기술센터장 및 산학연 관계자 100여 명이 참석한 가운데, 센터 소개 및 현판 제막식에 이어 바이오프린팅 인공장기 제조시설을 둘러보며 센터의 성공적 운영을 기원했다.
포항시는 28일 포항융합기술산업지구 내 포항지식산업센터에서 글로벌 바이오프린팅 인공장기 기술개발을 선도하는 ‘바이오프린팅 인공장기 상용화 지원센터’ 개소식을 가진 가운데 기념촬영을 하고 있다. 포항시 제공
바이오프린팅 인공장기 상용화 지원센터는 산업통상자원부의 지원을 받아 추진 중인 스마트 특성화 기반 구축사업의 하나로 2022년 국비 공모사업에 선정돼 총 165억 원을 투입해 구축했다.
바이오프린팅 시장은 2022년 기준 20억 달러에서 2030년 약 64억 달러 규모로 연평균 16.1% 급성장할 것으로 기대되는 미래 바이오산업의 핵심 분야로 3D 프린팅을 활용, 조직과 장기의 복잡한 3차원 구조를 재현해 인공장기 제작, 환자 맞춤형 의료기기 등 활용도가 다양한 기술로 주목받고 있다.
이번 개소식을 기점으로 센터는 인공장기 제조기술 고도화 및 의약품·화장품 성능평가 기술지원, 산학연 공동 기술개발 뿐만 아니라 중장기 바이오프린팅 산업 육성 로드맵도 수립해 글로벌 바이오프린팅 인공장기 제조 및 생산기술 혁신을 이끌어갈 예정이다.
바이오프린팅 연계 유망제품 개발 지원, 바이오프린팅 특화 핵심 인력 양성, 산업인프라 활용 기업지원 및 협력 네트워크 강화로 바이오프린팅 기술 확산을 주도할 것으로 기대된다.
개소식에서 환영사를 하고 있는 이강덕 포항시장.
이강덕 포항시장은 “이번 센터 개소는 미래 첨단재생의료산업 혁신을 이끌 바이오프린팅 인공장기 기술 상용화를 위한 중요한 출발점”이라며 “만성질환, 희귀 난치성 질환에 대한 환자 맞춤형 재생의료 현실화로 국가 바이오헬스 산업 선도 도시로 거듭나겠다”고 말했다.
한편 포항시는 글로벌 신약 연구개발 기관인 ‘세포막단백질연구소’, 첨단바이오(세포·유전자치료) 기술 혁신 거점 ‘바이오미래기술혁신연구센터’ 등 차별화된 인프라와 우수한 핵심 인재를 바탕으로 지난 6월 국가첨단전략산업 ‘바이오 특화단지’로 선정돼 바이오·백신 산업 발전의 핵심 동력을 확보하고 선제적인 바이오클러스터 조성에 앞장서고 있다.
20241128519762 0101071200000 0 2024-11-28 20:48:34 2024-11-28 20:48:34 0 바이오혁신 거점도시 포항, 바이오프린팅 인공장기 상용화 지원센터 개소 세계일보 이영균 aa11d4d4-163c-4a52-b1f7-f1eed75abea1 lyg0203@segye.com
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![오가노이드사이언스 “재생치료제 ‘아톰’ 식약처 인허가 준비 중” - 현대건강신문 사진]()
오가노이드사이언스 “재생치료제 ‘아톰’ 식약처 인허가 준비 중” - 현대건강신문
((GMT)2025-03-06 08:00:00)
오가노이드사이언스 유종만 대표는 6일 서울 여의도 CCMM에서 기자간담회를 열고 “재생 치료제 ‘아톰(ATOM)’은 염증성 장질환을 치료하는 데 목표를 두고 임상을 진행 중”이라고 밝혔다.
[현대건강신문=박현진 기자] 줄기세포를 배양한 재생 치료제를 개발 중인 오가노이드사이언스가 올해 식품의약품안전처(식약처) 인허가 통과를 목표로 임상을 준비 중이라고 밝혔다.
OTT 디즈니플러스에서 선보인 영화 ‘지배종’은 오가노이드를 활용한 미래를 보여준다. 오가노이드는 체외에서 배양한 인공장기로, 사람 장기만한 크기는 아니고 mm나 cm 크기로 개발되고 있다. 오가노이드를 정의하면 ‘체외에서 만드는 장기 유사체’이다.
오가노이드는 손상된 조직에 이식했을 때 재생 능력을 가지고 있어 △신약 △건강기능식품 △화장품 등 개발에 활용할 수 있다.
시장 조사 전문기관인 ‘포츈 비즈니스 인사이트(Fortune Business Insights)는 전 세계 재생치료제 시장은 △2024년 60조원 △2032년 572조원으로 급증할 것으로 전망했다.
오가노이드사이언스 유종만 대표는 6일 서울 여의도 CCMM에서 기자간담회를 열고 “재생 치료제 ‘아톰(ATOM)’은 염증성 장질환을 치료하는 데 목표를 두고 임상을 진행 중”이라고 밝혔다.
오가노이드사이언스는 △오가노이드 재생치료제 아톰 △오가노이드 신소재 평가솔루션 오디세이가 대표 제품이다.
유종만 대표는 “오가노이드는 재생치료와 신약 개발, 정밀 의료 등 다양한 분야에 융합할 수 있는 높은 확장성으로 의료 산업의 게임체인저가 될 분야”라며 “오가노이드사이언스는 국내 최초 오가노이드 전문 신약 개발 기업으로 우호적인 시장 환경을 활용할 것”이라고 밝혔다.
재생치료제 아톰의 식약처 인허가를 준비 중인 오가노이드사이언스 관계자는 “법 개정으로 중대·희귀 난치 질환 환자에 임상 단계 치료제를 처방할 수 있게 됨에 따라, 올해 하반기 치료 목적으로 아톰을 승인받고 2027년부터 국내 병원을 통해 상용화를 추진할 계획”이라고 밝혔다.
또 다른 오가노이드사이언스 관계자는 “재생치료제 아톰을 투여한 환자는 10여 명으로 고려대의료원에서 추적 관찰을 진행 중”이라며 “임상 준비 마지막 단계로 올해 (식약처 인허가) 신청을 할 예정”이라고 밝혔다.
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![손상없는 지방간 유사장기 개발…"신약 효과 확인에 최적" - 동아사이언스 사진]()
손상없는 지방간 유사장기 개발…"신약 효과 확인에 최적" - 동아사이언스
((GMT)2025-03-16 07:00:00)
왼쪽부터 한국화학연구원 신대섭 책임연구원과 김현우 책임연구원이 지방간 오가노이드(장기유사체)의 상태를 살펴보고 있다. 한국화학연구원 제공
국내 연구진이 지방간 치료 신약 약효 평가에 활용할 수 있는 질환 모델 인공장기와 비파괴 경도 분석 기술을 개발했다. 인공장기가 배양액 속에서 살아있는 상태에서 정밀하게 분석할 수 있다. 간 질환 대응 약물 효과 평가, 의료 연구 분야에서 널리 활용 가능할 것으로 기대된다.
한국화학연구원(화학연)은 김현우 책임연구원과 배명애 책임연구원 연구팀이 비알코올성 지방간 질환을 모사한 인공장기를 만들고 세포 손상을 최소화하며 조직의 특정 부위 강도를 정량적으로 측정하는 '나노 탐침 기반 분석 기술'을 개발했다고 16일 밝혔다.
비알코올성 지방간은 술을 마시지 않아도 과도한 식사나 운동 부족 등으로 간 세포에 지방이 쌓이면서 시작된다. 콜라겐 같은 섬유성 물질이 과다 생성돼 단단해지는 간경화를 거쳐 간암 등 목숨을 위협하는 질병으로 진행한다. 비알코올성 간질환 치료 신약 개발에선 초기 단계인 지방간 상태에서부터 치료 약물을 찾는 것이 중요하다.
간 질환 신약 개발에선 질환을 모사한 인공장기에 후보약물을 투입하고 반응을 측정 분석하는 과정이 반복된다. 기존 검사 방법은 질환 모델 인공장기의 전체 부위가 파괴될 때까지 누르면서 간 조직의 딱딱한 정도(경도)를 측정한다. 이러한 방식은 오가노이드(장기유사체)가 살아있는 상태로 계속적인 측정이 불가능하다. 특정 위치의 경도 정보를 얻을 수도 없다.
연구팀은 지방간 질환 상태로 만든 간 오가노이드를 살아있는 상태로 측정하는 기술을 개발했다. 나노 단위의 미세한 압력으로 좁은 영역을 선택적으로 누르고 측정값을 분석하는 계산식을 개발해 인공장기를 파괴하지 않고 위치별 경도를 정량 측정할 수 있게 했다.
연구팀은 먼저 지방이 쌓인 곳에서 강한 빛이 나오도록 오가노이드에 형광염료를 염색해 위치를 찾았다. 찾아낸 지방이 쌓인 부위에 ‘매우 작은 막대기(나노 탐침)로 미세 압력을 가하는 방식’을 적용했다. 기존 방식은 인공장기를 고정시키느라 약품 처리해 죽였던 반면 나노 탐침 기술은 인공장기가 계속 살아있는 상태를 유지하는 배양액 내에서 적용이 가능하다. 얕은 깊이만 누르기 때문에 간 조직에 손상을 전혀 주지 않는다.
이번에 개발된 ‘나노 탐침 경도 측정 기술’을 비알콜성 지방간 모델 오가노이드에 적용한 결과 형광 빛이 강한 지방 축적 부위의 경도는 형광 빛이 약한 부위에 비해 약 35% 물렁한 결과를 보였다. 원하는 부위만 정확히 찾아낸 것이다.
지방 축적 형광 영상을 통해 측정 위치를 찾은 결과 전체 측정 시간은 무작위 측정 방식에 비해 절반 이상 단축됐다. 측정 후 간세포 생존율이 97% 이상 유지되는 등 손상이 최소화됐다.
연구팀은 후속 연구를 통해 인공장기를 손상없이 계속 사용하며 간 질환 진행 상황을 단계별 연속 측정하는 약물 효능 평가 기술을 만들 계획이다.
연구팀은 “지방간 신약 개발 시 질환 모델의 변화를 간편하게 분석 가능”하다고 말했다. 이영국 화학연 원장은 “간 질환뿐 아니라 다른 질환의 신약 개발 과정에도 널리 응용될 것으로 기대된다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘ACS 생체재료 및 과학 공학’에 지난해 12월 게재됐다.
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![美 동물실험 폐지 본격화⋯인공장기·AI '급부상' - 아이뉴스24 사진]()
美 동물실험 폐지 본격화⋯인공장기·AI '급부상' - 아이뉴스24
((GMT)2025-04-19 20:05:01)
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[아이뉴스24 정승필 기자] 미국과 유럽이 동물실험 폐지에 나서면서 제약·바이오 산업에 지각변동이 일고 있다. 인공장기 오가노이드와 인공지능(AI) 기반 기술이 대안으로 부상하면서, 대웅제약과 JW중외제약 등이 변화에 발맞춰 대응에 나섰다. 다만 선진국들의 이러한 움직임을 두고 시기상조라는 목소리도 나온다.
20일 제약·바이오 업계에 따르면 미국식품의약국(FDA)이 최근 동물실험을 단계적으로 폐지하겠다고 공식 발표했다. 항체 의약품을 시작으로 신약 허가 요건에서 이를 대체할 새로운 접근법(New Approach Methodologies·NAM)을 도입한다는 계획이다. FDA가 언급한 NAM에는 인간 장기 유사체인 오가노이드(Organoid)와 인공지능(AI) 기술을 기반으로 독성 예측이 가능한 모델 등이다.
FDA는 NAM을 신약 허가 신청 제도에 적용할 방침이다. 인간 대상 임상 데이터가 이미 확보된 약물은 불필요한 동물실험을 생략하는 방향으로 가이드라인을 조정한다. 기업이 허가 신청 시 NAM 데이터를 포함하면 간소화된 심사 혜택도 부여한다. 세부 지침은 아직 나오지 않았으나, 내년부터 NAM을 시작하는 것이 목표다.
마틴 마카리 FDA 국장은 "오가노이드와 AI 기술은 기존의 동물실험보다 예측력과 안전성이 높다"며 "신약 개발에 있어 시간과 비용을 줄이고, 결과적으로 환자의 약가 부담도 낮출 것"이라고 강조했다.
미국에 이어 유럽도 동물실험 폐지를 준비 중이다. 유럽연합(EU)는 빠르면 올해 2분기 내 동물실험 폐지 로드맵을 발표할 것으로 전해졌다. 동물실험 없이도 신약 허가 신청이 가능할 수 있게 법적 근거도 마련한 상태인 것으로 알려졌다.
동물실험의 윤리적 문제는 동물보호 운동가들로부터 꾸준히 지적돼왔다. 동물실험 폐지는 전 세계적인 흐름으로 자리잡고 있지만, 여전히 대부분의 신약은 동물실험 단계를 거쳐야만 임상시험에 진입할 수 있다. 신약 개발 특성상 약물의 예측 가능성과 안전성 확보가 가장 우선시되기 때문이다.
인공장기 오가노이드는 다양한 줄기세포가 자가 재생과 조직화를 거쳐 형성된 3차원 세포 집합체를 의미한다. 환자 조직에서 유래한 만큼 인체의 생리 활성 기능을 유사하게 재현할 수 있어, 의약품 개발 실험에서 동물보다 높은 정확도를 기대할 수 있다. 2010년대 초반부터 주목받기 시작한 이 기술은 글로벌 생명공학 저널 '더 사이언티스트(The Scientist)'가 선정한 가장 진보된 과학적 성과로 꼽히기도 했다.
오가노이드는 높은 기술 장벽 탓에 아직 완전한 상용화 단계에는 이르지 못했지만, 의약품 개발과 재생의료 분야에서 차세대 혁신 기술로 큰 기대를 모으고 있다. 윤리적 측면에서 동물실험의 대안이 될 수 있는 것은 물론, 코로나19 팬데믹 이후 심각해진 실험용 동물 수급 문제를 해결할 수 있다는 점에서도 주목받는다.
글로벌 시장조사업체 리서치앤마켓에 따르면 2023년 글로벌 오가노이드 시장 규모는 2조원 규모로 집계됐다. 내년에는 약 6조2000억원으로 급성장할 것으로 전망된다.
반면 우리나라 실험동물 사용은 증가세를 보인다. 식품의약품안전처에 따르면, 2023년 한 해 동안 생산·수입된 실험동물은 총 545만3769마리로, 2019년 대비 25.6%(111만2378마리) 증가했다. 2020년 이후 매년 500만마리 이상이 생산·수입되고 있는 것으로 나타났다. 최근 5년간 '의약품 등'에 사용된 동물이 1229만4366마리(84.1%)로 가장 많았다.
세계 최대 의약품 시장인 미국과 유럽의 움직임에 따라 관련 기술을 보유한 기업들도 빠르게 대응하고 있다. 오가노이드 기술 분야에서는 대웅제약과 오가노이드사이언스가, AI 기술 분야에서는 JW중외제약과 등이 주목받고 있다.
대웅제약은 오가노이드를 활용한 재생 의료 분야에 주력하고 있다. 특히 산업통상자원부의 ‘2024년도 소재부품기술개발 과제’에 선정돼 오가노이드 기반 재생 치료제의 대량 생산 기술 개발을 추진 중이다. 심장, 간, 신장 등 주요 장기의 기능 회복과 난치병 치료에 활용할 수 있는 재생 치료제의 상용화를 앞당기고, 국내 오가노이드 기술의 자립도를 높이는 것이 대웅제약의 목표다.
오가노이드사이언스는 줄기세포를 3차원으로 배양해 장과 피부 등 인체 장기를 재현하는 기술을 개발한 기업이다. 주요 파이프라인 '아톰-씨'는 국내 최초로 환자 투여 승인을 받은 뒤 장염 환자 대상으로 임상을 진행하고 있다. 올 하반기 치료 목적 사용 승인을 신청해 2027년 의료기관 처방을 목표로 하고 있다. 이를 기반으로 회사는 현재 기업공개(IPO)를 준비 중이며, 코스닥 상장을 위한 수요 예측에 나섰다.
JW중외제약은 미국 기업 템퍼스AI와 함께 오가노이드를 실사용 데이터(RWD)에 결합한 항암 신약 개발을 본격화하고 있다. 회사는 템퍼스AI가 보유한 오가노이드 기술과 임상 기록, 유전체 데이터를 활용해 자사의 후보물질을 평가하고 치료 반응을 예측할 수 있는 바이오마커를 검증할 계획이다.
일각에서는 미국과 유럽의 동물실험 폐지 조치가 아직 이르다고 보고 있다. 미국 생물의학연구협회(NAPR)는 성명을 통해 "현재 생물의학 연구나 약물 개발 과정에서 동물실험 모델을 완전히 대체할 수 없다"며 "AI의 문제점 중 하나는 기존 데이터 활용에 크게 의존하는 것인데, 동물실험은 치료법이 인간 환자에게 적용되기 전에 안전성과 효과를 확인하는 데 여전히 필수적"이라고 지적했다.
업계 관계자는 "선진국이 언급한 동물실험 대체 접근법은 데이터를 축적하는 데 예상보다 긴 시간이 걸릴 것"이라며 "단계적으로 폐지하는 만큼 동물실험을 한 번에 배제하는 일은 없을 것"이라고 전망했다.
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![JW중외제약, 특별한 도전 1편… ‘동물실험’ 대체한다? - 이코노미톡뉴스 사진]()
JW중외제약, 특별한 도전 1편… ‘동물실험’ 대체한다? - 이코노미톡뉴스
((GMT)2025-04-21 21:00:00)
JW중외제약 자회사 C&C신약연구소 연구원이 제이웨이브 플랫폼을 통해 AI 기반 신약 개발을 진행하고 있다. 연구원은 단백질 구조와 약물 상호작용을 시각화한 3D 모델을 분석 중이다. [JW중외제약 제공]
[박정우 기자 @이코노미톡뉴스] 미국식품의약국(FDA)이 최근 동물실험을 단계적으로 폐지하겠다고 공식 발표한 가운데, JW중외제약의 ‘새로운 접근법(New Approach Methodologies ; NAM)’이 주목받는다. 신약 허가 요건에서 동물실험을 대체할 오가노이드(장기유사체, Organoid) 기술을 본격화하는 등 글로벌 제약·바이오 산업의 트렌드에 발맞추는 모습이다. JW중외제약의 선도적인 동물대체시험이 국내 제약업계의 혁신을 불러일으킬지 귀추가 주목된다.
지난 20일 제약·바이오 업계에 따르면 미국 FDA가 동물실험 단계적 폐지를 내걸었다. 이에 오가노이드, 인공지능(AI) 기반 기술이 대안으로 떠오른다. 마틴 마카리 FDA 국장은 “오가노이드와 AI 기술은 기존 동물실험보다 예측력과 안전성이 높다”라고 공언했다.
유럽도 미국과 함께 동물실험 단계적 폐지에 발을 담궜다. 유럽연합(EU)는 동물실험 없이도 신약 허가 신청이 가능할 수 있도록 법적 근거를 마련한 것으로 전해졌다. 빠르면 올해 2분기 동물실험 폐지 로드맵이 발표될 예정이다.
오가노이드는 일명 ‘인공장기’로 다양한 줄기세포가 자가 재생과 조직화를 거쳐 형성된 3차원 세포 집합체다. 환자의 조직으로부터 인공장기를 구축하는 것으로, 실제 인체의 생리 활성 기능을 유사하게 재현할 수 있다. 때문에 학계는 의약품 개발 실험에서 동물보다 높은 정확도를 보일 것으로 기대하고 있다.
동물실험의 생명 윤리적 문제는 오랫동안 지적돼 왔다. 하지만 대부분의 신약은 동물실험 단계를 거쳐야 임상시험 단계에 진입할 수 있다. 인체에 실험하는 과정에서 약물의 예측 가능성과 안정성 확보가 필수적이기 때문이다.
JW중외제약은 미국 기업 ‘템퍼스AI’와 함께 오가노이드를 활용한 항암 신약 개발에 착수했다. JW중외제약 관계자는 21일 취재진에게 “기술력이 높아지며 동물대체시험도 역할을 할 수 있다는 게 시대적 흐름”이라며 “오가노이드와 AI가 방법이 될 수 있다”라고 설명했다.
이어 “‘템퍼스AI’는 다양한 오가노이드 모델과 함께 암 환자의 임상 기록, 암 병리 이미지 등의 데이터를 보유하고 있다”라며 “JW중외제약은 이런 데이터를 활용해 후보물질을 평가하고, 치료 반응을 예측하는 작업을 이뤄낼 것이다. 현재 동물실험을 전면 폐지할 수는 없으나 줄일 수는 있다”라고 덧붙였다.
우리나라의 실험동물 사용은 꾸준히 증가세다. 식품의약품안전처에 따르면 2023년 생산·수입된 실험동물은 총 545만3769마리로, 2019년 대비 25.6%(111만2378마리) 늘었다. JW중외제약의 ‘특별한 도전’이 국내에 글로벌 트렌드인 ‘동물실험 단계적 폐지’ 바람을 불어올지 이목이 쏠린다.
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