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생명연, 새로운 인체 약물반응 시험모델 개발

정초록 박사팀…신약개발 정확성↑, 비용↓ 기여 전망

(대전=뉴스1) 심영석 기자 | 2020-12-03 12:00 송고
인체내 약동력학의 원리와 이를 모방하는 생체모사 시스템의 개념도(사진제공:생명연 정초록 박사팀)© 뉴스1
인체내 약동력학의 원리와 이를 모방하는 생체모사 시스템의 개념도(사진제공:생명연 정초록 박사팀)© 뉴스1

국내 연구진이 생체모사 세포배양시스템과 기능성 인체세포를 결합해 새로운 인체 약물반응 시험모델을 개발했다.

신약개발의 정확성과 비용을 감소시키는데 기여를 할 것으로 기대된다.

3일 한국생명공학연구원(이하 생명연) 줄기세포융합연구센터 정초록 박사팀에 따르면 신약개발 단계별로 사용되는 시험모델은 신약개발 성공에 매우 중요한 요소이다.

사람을 대상으로 하는 임상시험 전단계인 비임상시험에서는 살아있는 동물 체내에서의 약물반응을 시험하는 약동력학시험, 약독성학시험 등이 진행된다.  

따라서 비임상시험을 위한 시험모델은 생체의 장기간 연계와 혈액순환을 모두 모방해야 하며, 장기의 기능을 모사한 세포가 필수적이다.

연구팀은 2015년부터 생체의 장기간 연계와 혈액 순환을 모사한 순환 배양시스템을 개발하기 시작했다.

이어 최근 최적화 과정을 통해 △체내에서 약물의 농도변화 △약물 농도변화에 의한 신체반응을 체크하는 약동력학시험(Pharmacikinetics and Pharmacodynamics) 모델로 검증했다.  

연구팀은 최근 약물개발 추세에 맞춰 경구용 약물의 약동학 (Pharmacikinetics) 시험을 위해 현존하는 흡수세포(Caco-2)와 간세포(HepaRG)의 기능을 효과적으로 증진시키는 신규 분화기술을 개발했다.

고기능 흡수세포와 간세포가 탑재된 순환 배양시스템에 시판되고 있는 15종 약물을 투여해 약동학 시험평가를 수행했다.
연구팀이 사용한 순환배양기 모습(사진제공:생명연 정초록박사팀)© 뉴스1
연구팀이 사용한 순환배양기 모습(사진제공:생명연 정초록박사팀)© 뉴스1

연구팀은 이 과정을 통해 인체결과와 비교해 70% 이상의 유사성을 보임을 확인했다.

고도로 분화된 흡수세포, 간세포, 신장세포와 염증세포 4종의 세포를 탑재했다.

이 역시 아세트아미노펜의 신장독성과 항염증 효과를 검증해 약력학 시험이 가능함을 제시했다.

연구책임자인 정초록 박사는 “본 생체모사시스템은 신약개발 단계에서 현재 시행되는 비임상시험의 문제점을 보완해주는 새로운 도구가 될 수 있을 것”이라며 “이 새로운 시스템에 고기능 오가노이드를 탑재해 시험을 진행 중인 만큼 더욱 높은 인체 유사도와 정확성을 보이는 결과를 얻을 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 생재료분야 세계적 저널인 ‘Biofabrication’ 9월30일자에 게재됐다.


km5030@news1.kr

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