인공 장기유사체 완성도 평가 가능 기술 개발

김민준 / 기사승인 : 2021-08-31 13:02:14
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신약 개발 및 세포치료제 개발 기여 기대
▲생명연 연구팀 (사진=한국생명공학연구원 제공)

국내 연구진이 인간 전분화능 줄기세포 유래 오가노이드와 인간 장기간 유사도 분석을 위한 정량적 평가 알고리즘 및 분석 웹페이지를 개발했다.

인간 전분화능 줄기세포로부터 분화한 폐, 위 오가노이드와 심근세포의 분화 완성도, 인체 장기와의 유사도를 정량적으로 평가함으로써 신약 개발 플랫폼 및 세포치료제 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.

한국생명공학연구원 연구진은 Public data 및 차세대 염기분석법(NGS) 기반 전사체 분석을 통해 3종의 유사도 평가 패널 및 알고리즘을 구축했다고 30일 밝혔다.

연구자에게 분석 서비스를 위한 사용자 친화적 분석 웹페이지(W-SAS) 개발을 통해 제작된 오가노이드의 정량적 유사도 평가가 가능할 것으로 기대되고 있다.

웹페이지를 통한 분석 서비스를 제공함으로써 국내·외의 오가노이드 및 세포 분화 관련 연구자들이 다양하게 활용할 수 있어 공공성 확보에도 기여할 수 있다.

최근 신약 개발(독성 및 효능 평가) 및 세포치료제 개발을 위해 오가노이드 및 분화 세포에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

신약 개발 단계에서 독성 및 효능 평가는 중요한 부분이다. 동물을 이용한 전임상에서 독성이 나타나지 않은 약물이 임상실험에서 간, 신장, 심장 독성이 나타나 임상시험이 중단되는 경우가 생겨난다.

전임상 단계에서 다양한 장기를 모방한 인간 전분화능줄기세포 유래의 오가노이드 및 세포는 전임상 동물실험의 중요한 대안으로 주목받고 있다. 따라서 오가노이드를 제작하기 위한 분화 기술 개발이 중요하다.

또한 최근에는 COVID-19의 폐 감염경로 및 인체 반응에 관한 연구, 마이크로바이옴 관련 연구를 수행하기 위한 실험모델로서도 폐, 위 오가노이드에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

따라서 전분화능 줄기세포 유래 오가노이드 및 세포의 개발은 치료제 개발, 약리학적 독성학적 산업에서 질병 모델링과 약물 스크리닝을 위한 성공적인 미래 모델이 될 것으로 기대하고 있다.

생명연 연구 그룹의 조현수 책임연구원은 “이번 연구성과는 최근 활발히 연구되고 있는 신약 평가 플랫폼 및 세포치료제 개발을 위한 다양한 장기 오가노이드의 균질성과 재현성 확보를 위한 정량적 분화도를 측정할 수 있는 기술을 개발한 것”이라고 전했다.

또 “새로이 개발된 정량적 평가 시스템을 통해 향후 다양한 조직에 대해서 유사도 평가가 가능할 것이며, 이를 통해 약물 스크리닝용 대체 모델 개발 및 줄기세포 유래 세포치료제 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다”라고 덧붙였다.

한편 이번 연구결과는 생물학 분야의 세계적 저널인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 14.919) 온라인판에 게재됐다.

메디컬투데이 김민준 (kmj6339@mdtoday.co.kr)

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