pharm edaily

[이데일리 송영두 기자] 오가노이드가 다양한 치료제 개발에 활용되고 있는데, 최근에는 난치암 치료에 적극 활용되면서 기대감을 높이고 있다.

5일 한국바이오협회 리포트에 따르면 오가노이드(Organoid)는 ‘장기’를 뜻하는 ‘Organ’과 ‘유사함’을 뜻하는 접미사 ‘-oid’가 합쳐진 ‘기관을 닮은 유기체’를 의미한다. 기존 생물학 영역에서의 오가노이드는 3차원 세포 응집체를 의미하는 용어로 사용되었으며, 이는 실제 장기를 모사한다는 개념을 포함하지는 않는다.

하지만 지난 수십 년간 발생 생물학 및 줄기세포 생물학 분야의 발전을 통해 장기 특이적 줄기세포의 생성 및 분화에 대한 분자생물학적 기전을 규명할 수 있게 됐다. 이에 조직 공학 기술의 발전이 더해져 줄기세포의 자가 조직화를 통한 조직 또는 장기 유사체를 만들어낼 수 있게 됐다.

최근 대학병원 연구진이 간내 담관암 환자의 맞춤형 치료법 수립을 위해 아형(subtype)별 특징을 분석한 연구 결과를 발표해 눈길을 끈다. 이번 연구는 종양 조직의 형태와 유전 특성을 반영한 오가노이드로 진행해 정확도를 높였다.

세브란스병원 소화기내과 박준용·송시영·이희승, 간담췌외과 한대훈 교수 연구팀은 이번 연구 과정에서 제작한 간내 담관암 환자 오가노이드 모델로 유전자 변이에 따른 아형별 맞춤형 치료법 수립 가능성을 확인했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 네이처 자매지인 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 17.694)’ 최신호에 실렸다.

담관암은 간에서 분비된 담즙(쓸개즙)을 십이지장으로 운반하는 담관에 생기는 암이다. 국내에서는 매년 7000여명이 진단을 받고 5년 생존율은 약 30%로 췌장암에 이어 두 번째로 낮다.

발생 위치에 따라 간내 담관암, 간문부 담관암, 간외 담관암으로 분류한다. 이 중 간내 담관암은 암의 크기에 따라 작은 담관형(small duct type)과 큰 담관형(large duct type)으로 아형 분류된다.

최근 담관암과 같은 난치암 치료법 개발에 오가노이드가 각광받고 있다. 특정 장기의 기능을 본 떠 제작한 오가노이드를 통한 실험 결과는 실제 환자의 치료 결과를 대변하는 것으로 알려져있다.

연구팀은 우선 오가노이드 모델을 제작해 치료법 실험 대상으로서의 유용성을 확인했다. 그 결과 연구팀이 간내 담관암 환자의 종양 조직을 채취해 제작한 오가노이드는 실제 종양 구조와 유전 특성이 유사했다. 또한, 실제 간내 담관암 종양 조직에서 가능한 아형 분류까지도 할 수 있었다.

이어서 오가노이드 아형에 따른 변이 유전자 종류와 치료제 효과를 살폈다. 연구 결과, 예후가 불량했던 환자 중 큰 담관형 유전자 변이를 가진 경우 작은 담관형 유전자 변이를 가진 환자에 비해 KRAS, TGFβ, ERBB2 등의 유전자가 더욱 활성화돼 있는 것을 발견했다.

또한 담관암에 사용하는 대표 항암제인 젬시타빈(gemcitabine)에 대한 약물 저항성이 높다는 특징을 확인했다. 특히, 연구팀이 이번 연구에서 찾아낸 타깃 유전자 후보 중 하나인 ZNF217 유전자 변이를 표적 치료했을 때 암 진행이 억제되는 것을 증명했다.

(자료=한국바이오협회)

한편 최초로 오가노이드 재생치료제의 개념을 본격적으로 도입한 연구는 네덜란드 Hans Clevers와 일본 Watanabe Mamorou 연구진이 2012년 Nature Medicine에 발표한 논문으로 장 오가노이드를 염증성 장질환 동물모델에 이식해 그 치료 효과를 확인한 것이었다.

Tokyo Medical and Dental University의 Watanabe Mamoru 교수팀은 오가노이드 재생치료제 임상 개발에 가장 먼저 진입했다. 2020년에는 임상 적용을 위한 제조 및 품질관리 확립을 마치고 임상 시험을 위한 IND(Investigational New Drug) 승인을 받았으며, 올해 궤양성 장염 환자를 대상으로 한 임상시험에 진입한다고 밝혔다. 또한 국내 최초 오가노이드 재생치료제 개발 기업인 오가노이드사이언스는 장 오가노이드의 방사선 직장염에서의 치료효과를 비임상 시험을 통해 입증했다. 이후 세계 각국에서는 다양한 치료제를 개발 중인데, 침샘, 간, 갑상선, 모낭 오가노이드를 활용해 방사선 구강건조증, 유전성 대사질환, 갑상선 기능 저하증, 탈모 치료제 개발이 한한창이다.