위암치료제의 반응을 정밀 예측할 수 있는 암오가노이드(장기 유사체)가 개발됐다.
연세대 외과학교실 정재호 교수, 의생명과학부 김정민 박사, POSTECH 기계공학과 · IT융합공학과 · 생명과학과 · 융합대학원 장진아 교수, 기계공학과 조동우 교수, 시스템생명공학부 통합과정 김지수 공동 연구팀은 3D 바이오 프린팅 기술로 암오가노이드를 개발했다고 과학학술지(Advanced Functional Materials)에 발표했다.
신약이나 새로운 치료법의 효과를 검증하기 위해 사람 대상 임상시험이 필요하다. 그 전단계에서 환자 반응을 예측할 수 있다면 참여 환자의 선별과 함께 예상치 못한 부작용을 줄일 수 있어 그만큼 성공률을 높일 수 있다.
하지만 현재의 기술로는 체외에서 위암의 병리학적 특징과 종양 환경을 모사하는 데 한계가 있다. 이번에 개발한 오가노이드에는 콜라겐 등 위 특이적인 기질 단백질이 풍부한 탈세포화 세포외기질이 사용됐으며, 세포 생존율은 90% 이상으로 실제 위암과 매우 흡사하다.
약물실험 결과 동일한 약물을 처리해도 환자 모델마다 반응이 다르게 나타났으며, 이는 실제 임상시험 결과와 일치했다.
혈관 내피 성장 인자 수용체(VEGFR2)에 대한 임상 반응도 정확하게 재현했다. 연구팀에 따르면 현재 임상에서 사용하고 있는 표적은 사람 상피세포 증식 인자 수용체(HER2)가 유일하며, 이 표적에 반응하지 않는 경우 효과가 없었다.
정 교수는 이번 오가노이드 모델 개발에 대해 "다양한 임상시험을 실험실 수준에서 시뮬레이션함으로써 암의 기전 연구 뿐만 아니라 항암 치료제에 대한 효과를 미리 판단해 암 정밀 의료 실현에 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것"이라고 설명했다. 포스텍 강진아 교수에 따르면 이 플랫폼은 위암 뿐만 아니라 다른 암종에도 적용할 수 있다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 대학중점연구소사업과 범부처 재생의료 기술개발사업, 산업통산자원부 스마트특성화기반구축사업, 한국연구재단 집단연구지원사업, 보건복지부 국립암센터의 지원을 받았다.