동물실험윤리 문제 대체재 `제브라피시`

인간 유전자와 80%↑ 유사
신약개발 초기 유용 등 장점

제브라피시. 사진 연합뉴스.

제브라피시를 활용한 암 치료법 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 국내 기업들도 동물실험윤리 문제가 지속되는 상황에서 연구개발 비용 증가 등의 문제를 해결하기 위해 제브라피시 이용에 관심을 보이고 있다.

최근 국제학술지 질병모델&메커니즘(Disease Models and Mechanisms) 저널에는 박테리아 감염 후 활성화되는 대식 세포가 암 세포의 자살을 유도한 다음 암세포를 빠르게 먹어치운다는 내용의 연구 결과가 실렸다.

리타 피오르가 이끄는 포르투칼의 참팔리모드 재단은 암 개발 및 선청성 면역 회피 연구소에서 개발한 동물 모델인 제브라피시 아바타를 사용해 이같은 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 실험을 위해 암 환자의 종양 세포를 채취해 제브라피시 배아에 주입했다. 종양이 배아 안에서 성장해 특정 암 환자의 아바타로 변하도록 한 것이다.이럴 경우 해당 환자에게 사용할 수 있는 다양한 치료 옵션을 아바타를 통해 테스트할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 과거 결핵 예방 백신인 'BCG 백신'이 방광암 환자에게 사용됐던 점에 주목했다. 치료는 BCG 백신을 방광에 직접 주입하는 방식으로 이뤄진다. 치료가 효과가 있을 경우, 비 근육 침습성(초기 단계) 방광암 환자의 15년 생존율은 60~70%로 나타났다. 하지만 30~50%의 방광 종양의 경우 BCG 치료에 반응하지 않았다.

연구팀은 방광염 치료는 방광에 상주하는 대식세포가 관여한다는 점에 착안, 제브라피시 아바타에 BCG를 주입한 직후에 어떠한 일이 일어나는지를 살펴봤다. 연구팀은 대식세포와 암 세포를 서로 다른 형광 염료로 표시해 백신에 의해 유도되는 과정을 촬영했다. 그 결과 대식세포가 BCG 주사 후 종양 부위로 몰려들어 종양 괴사인자(TNF)라는 물질에 의존하는 세포 자살(아포토시스) 과정을 통해 방광암 세포를 직접 사멸시키는 것으로 나타났다.

이처럼 다양한 질환의 치료법을 알기 위한 연구에 활용되고 있는 제브라피시는 인간과 유전적 구조가 80% 이상 유사해 포유류 실험을 대체할 수 있는 비임상 중개연구 모델로 주목도가 높다.

높은 번식률과 효율적인 스크리닝 능력도 갖췄다. 특히 신약 개발 초기 단계에서 유용하며, 이를 통해 약물 타깃 확인과 유효성, 안전성 검증을 신속하게 수행할 수 있다는 장점이 있다.

국내에서도 제브라피시를 활용한 신약 파이프라인 확장에 나서는 움직임이 있다. JW중외제약은 지난 7월 제브라피시 모델 전문 비임상시험기관인 제핏과 대사질환 신약 개발을 위한 공동연구 계약을 체결했다.

앞서 JW중외제약은 지난해 경기 과천 JW사옥에 특수동물실험실인 '제브라피시룸'을 만들고 신약후보물질의 생물학적 또는 화학적 작용 매커니즘을 확인하는 기전 연구에 활용하고 있다.

이미선기자 already@dt.co.kr