"만증염증 치료 검증 분석" 생체모사 장기칩 개발

화학연, 만성 폐쇄성 폐질환 염증 이동 관찰 성공

국내 연구진이 만성염증을 분석하거나 치료제 효능을 확인할 수 있는 생체모사 장기칩(Organ-on-a-chip) 기술을 개발했다.

장기칩은 인체 유래 세포를 동전 크기 칩에 3차원 구조로 배양해 장기와 조직을 모사, 이를 통해 동물실험을 대체할 수 있어 신약 검증에 유용한 기술이다.

한국화학연구원(이하 화학연)은 이성균, 김홍기 박사 연구팀이 개발한 새로운 생체모사 장기칩으로 인체의 선천성 면역세포인 호중구가 혈관벽을 뚫고 염증 부위로 이동하는 현상을 관찰하는데 성공했다고 15일 밝혔다.

어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈 2023년 12월호 표지논문으로 실린 한국화학연구원 이성균, 김홍기 박사팀 연구성과. 한국화학연구

이를 활용하면 호중구의 이동 정도를 확인해 환자의 염증 수준분석이 가능할 뿐 아니라 동물실험을 대체해 치료제 효능평가 결과를 얻을 수 있어 신약개발 연구에 도움이 될 전망이다.

연구팀이 개발한 장기칩은 3D 프린팅으로 제작해 칩 내 구획인 채널 사이에 물리적 구조가 없어 보다 용이한 세포 이동 관찰이 가능하고, 칩 하나에서 대조군과 실험군을 동시에 비교할 수 있는 장점을 갖췄다.

또 기존 연구가 호중구의 이동을 유도하고 관찰하는 수준인데 반해 연구팀은 새로 개발한 장기칩으로 만성 폐쇄성 폐질환 환자의 혈장을 사용해 호중구 이동 수량과 거리를 정교하게 비교 관찰해 염증 수준을 확인했다.

정상인-만성 폐쇄성 폐질환 환자의 호중구 혈관내피세포외 이동. 한국화학연구원

이를 통해 연구팀은 모 글로벌 제약사의 임상 약물과 비임상 약물을 동시에 평가, 실제 보고된 임상효능과 유사한 결과를 검증했다.

이영국 화학연 원장은 “이번에 개발한 기술은 실험동물로 대체하기 어려운 분야 산약개발에 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 평가했다.

한편 세계 장기칩 시장은 2022년 1억 750만 달러를 기록했고, 2030년에는  7억 9,670만 달러로 급성장할 전망이다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.com