인간 유도만능줄기세포(hiPSC) 유래 오가노이드 전문기업 넥셀이 신약개발에 사용할 수 있는 심장모델을 개발했다고 2일 밝혔다.
넥셀이 개발한 자사 심장 모델로 약물의 효능을 평가한 연구 결과가 국제학술지 ‘세포 사멸과 질병’(Cell Death & Disease) 1일자에 실렸다. 동물시험을 대체할 수 있을 만큼 높은 품질의 연구 데이터를 자사 심장 오가노이드에서 얻을 수 있었다는 설명이다.
오가노이드는 생체 외 환경에서 배양을 통해 사람의 장기 구조와 같은 조직을 구현하는 것으로 ‘장기 유사체’라고도 부른다. 신약 개발 과정에서 동물 대신 후보물질의 안전성 및 유효성 평가할 수 있는 대체제로 주목받고 있다.
이전까지 심장 오가노이드 연구는 2D 세포를 균일한 형태로 뭉친 스페로이드 형태 세포 모델을 쓰거나, 조직을 구성하는 개개의 세포들을 각각 조합하는데 그쳤다. 심장 질환을 모사하는 연구도 심근세포 위주 단일세포로 구성된 오가노이드를 활용해 유전 질환 중심의 질병 유도를 통한 표현형 변화를 관찰하는 것에 한정됐다.
넥셀의 심장 오가노이드는 단순한 세포의 조합이 아닌 단일의 hiPSC로부터 자가 조직화를 통하여 심근세포, 섬유아세포, 내피세포 등을 차례로 분화시켜 다양한 인간의 심장세포 구성을 재현했다는 것이 회사측 설명이다.
넥셀 관계자는 “허혈성 재관류(Ischemic Reperfusion) 손상을 유도해 임상 환경에서 발생하는 급·만성 심장 질환(급성 심근경색증, 심장 섬유화)을 재현한 질병 모델을 성공적으로 구축했다”며 “급성 심근경색(AMI) 모델은 심장 세포 사멸, 바이오마커 분비, 기능적 결손, 칼슘 이온 처리 변화 및 박동 특성 변화 등의 특징과 함께 전기 생리학적 이상 또한 효율적으로 재현할 수 있다”고 했다.
넥셀은 수출 등 제품의 편리한 배송방법을 위해 심장 질환 모델 오가노이드의 동결보존방법을 확립해 시제품화를 마쳤다. 유럽의 전기 생리학 분야에 권위를 가진 기관과 공동 연구를 진행 중이다. 올해안으로 제품화를 마무리해 2D세포 상용화에 이은 오가노이드 제품을 시장에 출시한다는 계획이다. 독성평가와 신약후보물질스크리닝에 이용할 수 있다.
해당 논문의 교신저자인 우동훈 넥셀 부사장은 “이번 연구를 통해 다양한 심장 질환을 재현한 오가노이드 개발에 성공해 동물실험 대체를 위한 새로운 근거를 마련할 수 있게 됐다”고 설명했다.
넥셀은 최근 코스닥 상장을 위한 예심 심사를 위한 준비를 마무리했다. 수일 내에 심사 청구를 진행할 예정이다.
이우상 기자 idol@hankyung.com
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