국내 연구진이 췌장암 환자의 항암제 치료 반응을 미리 예측할 수 있는 오가노이드(미니 장기) 제작에 성공했다. 오가노이드는 줄기세포나 장기 유래 세포로부터 분리한 세포를 3차원 배양법으로 다시 응집재조합해 만든 장기 특이적 세포 집합체다.
방승민·임가람 세브란스병원 소화기내과 교수 연구팀은 췌장암 환자의 세포를 활용해 실제 환자의 유전자 특성을 그대로 유지하면서도 유사한 항암제 투여 효과를 보이는 오가노이드를 개발했다고 13일 밝혔다.
췌장암은 높은 사망률로 악명이 높다. 국가암등록통계에 따르면 2022년 췌장암의 발생자는 9780명으로 갑상선암을 포함한 전체 암 가운데 발생률 8위를 기록했다. 2018년 췌장암 발생 환자가 7611명이었음을 고려하면 5년새 28.5%나 증가한 것이다. 하지만 췌장암 환자의 5년 상대생존율은 10% 수준에 불과하다. 대부분의 환자가 수술이 어려운 진행성 단계에서 진단돼 항암 치료에 의존할 수밖에 없다. 치료 반응을 미리 예측할 수 있는 바이오마커가 규명되지 않은 탓에 의료진의 경험이나 개별 환자의 상태에 의존해 항암제를 선택하고 있는 상황이다. 적절한 전임상 모델이 없다보니 새로운 임상 연구를 설계하기도 어려웠다.
연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 최근 10년간 축적한 환자 유래 췌장암 세포주를 이용해 실제 환자의 유전적 특성을 그대로 반영하는 3차원 오가노이드 모델을 개발했다. 자가 조직화(self-organization)가 가능해 일반적인 배양 세포보다 복잡한 생체의 장기를 모방할 수 있어 신약 개발과 질병 치료 등에 활용되고 있다.
연구팀에 따르면 기존 췌장암 오가노이드 모델은 배양과정에서 성장인자 등에 장기간 노출될수록 본래의 특성이 변질돼 예측 결과의 정확도가 떨어졌다. 하지만 이번에 개발된 플랫폼은 성장인자를 포함하지 않고도 안정적으로 오가노이드를 유지할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 단일 약제에 대한 반응성만 예측할 수 있던 한계를 벗어나 다양한 조합의 약제 투여에 따른 결과 예측도 가능해졌다.
방 교수는 “환자 개개인의 치료 반응을 미리 정확히 예측할 수 있는 모델을 개발함으로써 최적의 항암제를 개인 맞춤형으로 제공할 가능성이 열렸다”고 말했고, 임 교수는 “이번 연구를 통해 임상시험의 성공률을 높이고 신약 개발 과정에서 필요한 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다”고 평가했다.
이번 연구 결과는 암 연구 분야 세계적 학술지 ‘분자 암’(Molecular Cancer)’ 최신호에 실렸다.
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