장(腸) 오가노이드 성능평가 가능해진다..크론병 치료제 개발 탄력

- 안전성평가硏, 장 내 마이크로바이옴 효능 평가법 개발

멀티채널 기반 임피던스 측정시스템.[안전성평가연구소 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 장 질환 치료제 개발에 필수적인 인공 장기유사체(오가노이드) 성능을 평가할 수 있는 기술을 개발했다.

안전성평가연구소는 오정화 박사 연구팀이 한국생명공학연구원 손미영 박사팀과 함께 장관(腸管, 창자) 오가노이드 막 기능성을 정량적으로 측정할 수 있는 임피던스 평가 시스템을 개발했다고 9일 밝혔다.

막의 기능 평가는 오가노이드의 성능을 평가하기 위한 중요한 지표로 약물의 흡수도 등에 이상이 있는지를 평가할 때도 주요한 인자로 확인한다.

인체의 장관 막은 소화, 흡수 과정에서 미생물이나 항원, 독소 등이 혈류로 유입되는 것을 차단하는 면역학적 기능을 수행한다. 만약 장관 막이 정상적인 기능을 하지 못하게 되면 심각한 면역 반응 및 만성 면역 질환이 유발하게 된다.

연구팀은 장관 오가노이드를 멀티채널에 주입시킨 후 교류를 흘려 세포의 저항을 측정하였으며, 장관이 성숙할수록 막 접합 단백질이 증가함에 따라 저항값이 높아지는 것을 확인했다.

임피던스(Impedance)는 교류 회로에서 전류가 흐르기 어려운 정도를 나타내는 것으로, 오가노이드 성숙화에 따른 막의 단백질 증가는 체내의 반응 오차를 줄임으로서 인체 유사도가 증가함을 알 수 있으며 단백질이 저항값을 높인 것을 알 수 있다.

이번 연구 결과는 장내 마이크로바이옴의 효능 평가 모델로 활용할 수 있으며 향후 크론병과 같은 장 질환 치료제 개발에 중요한 평가법으로 제시할 수 있을 것으로 전망된다.

임피던스 기술은 장관의 막 기능에 영향을 미칠 수 있는 약물, 화학물질, 독소 및 미생물 스크리닝 및 효능 연구에도 활용 가능하며 특히, 간단하고 비침습적인 방법으로 오가노이드의 막 기능을 실시간으로 모니터링 할 수 있다는 점에서 활용도가 매우 높다.

임피던스 기반 줄기세포 유래 장관 오가노이드 막 손상 평가 모식도.[안전성평가연구소 제공]

오정화 박사는 “오가노이드가 성숙화 될수록 생체조직과 유사한 구조적 복잡성을 보이기 때문에 일정하게 평가하는 방법은 매우 중요하다”라며 “임피던스를 통한 평가시스템을 타 장기 구조체 및 오가노이드 모델 평가에 적용하기 위한 관련 연구를 계속해서 추진해 나갈 계획”이라고 말했다.

이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘애널리티컬 케미스트리’에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com