- 미니장기 ‘오가노이드’ 개선해 약물 반응 예측 정확도 높여
- 환자 맞춤형 치료는 물론 신약 개발 가속화

성능을 개선한 ‘오가노이드’ 개발에 따라 더욱 정확한 약물 효과 예측이 가능해질 것으로 기대된다. 세브란스병원 소화기내과 방승민·임가람 교수, 연세대학교 의과대학 내과학교실 김진수 조교는 췌장암 환자의 세포를 활용해 실제 환자의 유전자 특성을 그대로 유지하면서도 유사한 항암제 투여 효과를 보이는 오가노이드 제작에 성공했다고 지난 6월 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 암 연구 분야 세계적 학술지 ‘분자 암’(Molecular Cancer, IF 27.7)’ 최신호에 게재됐다.

췌장암은 다양한 진단 및 치료 기술의 발전에도 불구하고 5년 생존율이 여전히 10%에 불과한 치명적인 암 중 하나다. 환자 대부분은 이미 수술이 어려운 진행성 단계에서 진단받아 항암 치료에 의존할 수밖에 없다. 하지만 현재로서는 치료 효과를 예측할 바이오마커가 없어 항암제 선택이 환자의 상태나 의료진의 경험에만 의존하고 있다. 이에 따라 환자별 치료 반응을 정확히 예측할 수 있는 모델 개발이 절실히 요구된다.

또한, 1차 약제의 효과가 작아 대부분의 진료 가이드라인은 1차 치료부터 가능한 임상연구에 적극적으로 참여할 것을 권고하고 있지만, 췌장암은 환자의 치료 반응을 정확히 재연할 수 있는 적절한 전임상 모델이 없어 새로운 임상 연구의 설계조차 어려운 상황이다.

기존에도 췌장암 오가노이드 모델을 수립해 환자 치료 반응 예측 및 신약 테스트를 하고자 하는 시도들이 있었으나, 오가노이드 배양과정에서 성장 인자 등에 장기간 노출될수록 본래의 특성이 변질해 예측 결과의 정확도가 떨어지는 한계가 있었다. 단일 약제에 대한 반응성만 예측 가능해 다양한 조합의 약제 투여에 따른 결과 예측도 어렵다.

연구팀은 최근 10년간 축적한 환자 유래 췌장암 세포주를 이용해 실제 환자의 유전적 특성을 그대로 반영하는 3차원 오가노이드 모델을 성공적으로 개발했다. 이번에 개발한 오가노이드 모델은 환자에게 실제 처방되는 복합 항암제 조합을 동일하게 적용했을 때 실제 치료 결과와 매우 유사한 예측 결과를 보였다.

특히 연구팀은 기존과 달리 성장 인자를 포함하지 않고도 안정적으로 오가노이드를 유지할 수 있는 플랫폼을 개발해, 장기간 배양에도 원래의 특성을 유지하면서 예측 신뢰성을 높였다. 이를 통해 환자별 맞춤형 치료뿐만 아니라 임상연구 설계와 신약 개발 과정에서도 실질적 도움이 될 것으로 기대된다.

방승민 교수는 “환자 개개인의 치료 반응을 미리 정확히 예측할 수 있는 모델을 개발함으로써 최적의 항암제를 개인 맞춤형으로 제공할 가능성이 열렸다”고 말했다.

임가람 교수는 “본 연구를 통해 임상시험의 성공률을 높이고, 신약 개발 과정에서 필요한 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다.