오가노이드 기반 재생치료제 개발 현황과 전망 

[KFRM 푸름이야기] 제4회 : 신개념 재생치료제, 오가노이드

글 : 오가노이드사이언스 유종만 대표 

오가노이드는 장기를 뜻하는 organ과 유사함을 뜻하는 접미사인 –oid를 합쳐서 만든 신조어로 실험실에서 인위적으로 만든 3차원 미니 장기를 의미하며, 장기의 세포 구성, 구조 및 기능적 특이성을 재현합니다.

오가노이드는 실제 장기와의 유사성을 활용한 질병 모델과 조직 재생능을 활용한 재생치료제 두 가지 측면에서 활용이 가능합니다. 오가노이드 기반의 재생치료제는 오가노이드를 직접 손상된 조직에 이식하여 조직 손상을 복구할 수 있는 근원적 치료제가 될 수 있어 새로운 개념의 재생치료제로 각광받고 있습니다.

최초로 오가노이드 재생치료제의 개념을 본격적으로 도입한 연구는 네덜란드 Hans Clevers와 일본 Watanabe Mamorou 연구진이 2012년 Nature Medicine에 발표한 논문으로 장 오가노이드를 염증성 장질환 동물모델에 이식하여 그 치료 효과를 확인한 것이었습니다 [1].

이 오가노이드 재생치료제는 기존 재생치료제와 다음과 같은 차별화된 장점을 가지고 있습니다.

○ 세포 확보가 용이합니다: 오가노이드 생성에 필요한 조직은 대부분 생검으로 쉽게 채취할 수 있으며 필요한 양이 극소량이기 때문에 공여자에게 부담이 없는 시술로 확보가 가능합니다.

○ 대량으로 증식할 수 있습니다 : 오가노이드는 체내와 유사한 배양 환경을 제공받기 때문에 성체조직을 활용함에도 불구하고 장기간 대량 배양이 가능해 치료제로써 제공이 용이합니다.

○ 조직 특이 세포로의 분화능이 우수합니다 : 오가노이드 내 조직 특이 성체줄기세포는 해당 장기나 조직으로의 분화능이 우수하여 이식 시 직접적인 조직 재생을 유도할 수 있으므로 재생치료 효과를 극대화시킬 수 있습니다.

○ 오가노이드가 이식된 체내 부위는 안전합니다 : 오가노이드는 성체줄기세포를 활용하기 때문에 종양형성의 위험성이 매우 적으며 병변 부위에 직접이식을 하기 때문에 타 장기로의 이동 및 분포 가능성이 낮고 자가세포를 활용할 경우 면역거부 위험이 없습니다.

○ 오가노이드 이식 시술이 안전합니다 : 오가노이드를 이용하는 치료제의 적응증이 대부분 국소 이식이며 내시경, 초음파 등을 활용해 최소 침습적으로 이루어지기 때문에 환자 친화적입니다.

 

장 오가노이드 재생 치료제 

앞서 설명한 장 오가노이드 재생치료제의 첫 번째 연구 결과를 냈던 Tokyo Medical and Dental University의 Watanabe Mamoru 교수팀은 오가노이드 재생치료제 임상 개발에 가장 먼저 진입하였습니다. 2020년에는 임상 적용을 위한 제조 및 품질관리 확립을 마치고 임상 시험을 위한 IND (Investigational New Drug) 승인을 받았으며, 올 2022년에는 궤양성 장염 환자를 대상으로 한 임상시험에 진입한다고 밝혔습니다.

국내 오가노이드 재생치료제 개발의 선도 기업인 오가노이드사이언스社는 비임상 시험을 통해 장 오가노이드의 방사선 직장염에서의 치료효과를 입증한 바 있습니다 [2]. 골반 방사선 치료 후 발생하는 방사선 직장염은 근본적 치료법이 없는 질환이지만 동물 모델에 이식했을 때 성공적인 장 조직 재생을 통해 근본적 치료가 가능함을 보여주었습니다. 오가노이드사이언스社는 본 연구 결과를 바탕으로 연구자 주도 첨단재생의료 임상연구에 진입하여 국내 최초 오가노이드 재생치료제 환자투여가 조만간 이루어질 전망입니다.

 

침샘 오가노이드 재생 치료제 

장 오가노이드의 개발과 더불어 침샘 오가노이드를 활용한 구강 건조증 치료 연구 역시 전세계적으로 활발히 진행 중에 있습니다. 구강 건조증은 두경부 질환을 위한 방사선 치료, 쇼그렌 증후군 등 다양한 원인으로 발생하며 침 분비 저하로 야기되는 구강 내 감염, 치아 손상 등 여러 증상을 유발하지만 근원적 치료법이 없어 재생치료만이 유일한 치료법이 될 것이라 기대하는 질환입니다. 네덜란드의 University of Groningen의  Robert P. Coppes 교수팀은 침샘 조직으로부터 침샘 오가노이드를 제작하여 방사선 침샘 기능 저하 마우스 모델에 이식해 침 분비량 개선 효과를 확인하였고, 현재 Hans Clevers 연구팀과 함께 2021년 상반기 IND 승인을 받았으며 하반기에는 임상시험에 진입할 예정이라고 밝혔습니다 [3].

국내 오가노이드사이언스社 역시 방사선 치료 및 쇼그렌 증후군 연관 구강건조증을 타겟으로 한 침샘 오가노이드 기반 재생 치료제를 개발하고 있으며 제조공정개발을 마치고 2023년 임상시험에 진입할 예정입니다.

범부처재생의료기술개발사업단  |  저작권자 2022.08.16 ⓒ ScienceTimes 

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