美, 신약개발시 동물실험 의무 풀었다…주목받는 대체실험은

인체 내 생리현상 구조, 작은 '칩'에 재현…동물 대체 가능 수준
줄기세포 씨앗 뿌려 인체 조직 모사…표준화·다양한 질환 확대는 과제

ⓒ News1 최수아 디자이너

(서울=뉴스1) 김태환 기자 = 최근 미국에서 의약품 개발의 필수 과정으로 손 꼽혀 온 동물실험 의무화 조항을 삭제하면서 동물을 대체해 약물의 안전성과 유효성을 평가할 수 있는 비임상시험 신기술에 관심이 쏠린다.

21일 관련업계에 따르면 앞으로 동물실험을 대체할 비임상시험법은 △세포 기반 어세이(assay) △조직 칩 및 미세생리시스템 △컴퓨터 모델링 △기타 바이오프린팅과 같은 비인체, 인체 생물학기반 방법이 꼽힌다.

이 가운데 세포 기반 어세이는 암세포와 같이 특이적인 변이로 인해 발생하는 질병에 대한 치료제 개발 시 이용 가능성이 크다. 암과 관련된 유전정보를 통해 변이를 유도한 단일 세포를 대상으로 각 암종을 대상으로 약물 효과를 확인할 수 있다.

조직 칩은 인체 내 장기에서 일어나는 생리현상을 전자신호를 통해 플라스틱 칩 위에 인공적으로 모사하고, 이 칩이 제공하는 환경에서 세포를 배양해 약물 반응 등을 관찰하는 기술이다.

컴퓨터 모델링 역시 인체나 세포를 디지털 단위로 모사해 전환하는 기술이다. 각 질병을 앓는 환자의 조직이나 세포의 빅데이터에서 공통점을 발견하고, 단순화해 인공지능(AI) 기술로 약물의 영향을 예측한다.

다만 이러한 기술들은 아직까지 개인별 모델이나 복잡한 생리현상을 정밀하게 구현하는 데는 어려움이 많아 초기 개발 단계에서만 일부 적용하고 있다. 현재 미국에서는 화장품 등 피부 자극 테스트 등에 이 컴퓨터 모델링 기술을 활용 중이다.

이외에도 줄기세포를 활용한 인공장기조직인 오가노이드, 3D 바이오프린팅 기술도 비임상시험의 새로운 접근방법으로 주목받는 중이다. 오가노이드는 줄기세포 배양이 가능한 지지체에 줄기세포 씨앗을 뿌려 인체 장기를 모사한다.

국내 오가노이드 업계 관계자는 "동물실험을 대체하는 효율적인 방법들이 2010년 이후 계속해서 개발되고 있다"며서 "아직까지 복잡한 생리신호나 장기에 적용할 수는 없지만 앞으로 표준화를 통해 신뢰성을 다져가야 할 것"이라고 말했다.

call@news1.kr