서울아산병원 장세진 교수 세계 최초 폐암 오가노이드 개발 성공
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서울아산병원 장세진 교수 세계 최초 폐암 오가노이드 개발 성공

최종수정 : 2019-10-10 13:55:55

서울아산병원 병리과 장세진 교수 왼쪽 와 의생명연구소 김민서 박사
▲ 서울아산병원 병리과 장세진 교수(왼쪽)와 의생명연구소 김민서 박사

국내 연구진이 세계 최초로 폐암 오가노이드를 배양하는데 성공했다. 이제는 실험용 쥐 대신 폐암 환자들의 개인별 특성을 그대로 재현해 항암제를 적용하는 새로운 맞춤형 정밀의학 시대가 열리게 됐다.

서울아산병원은 10일 병리과 장세진 교수·의생명연구소 김민서 박사팀이 환자의 폐암세포를 배양해 개인별 특성을 그대로 재현하는 '오가노이드(장기유사체)' 배양 기술을 확립하고, 항암제 개발 과정에서 약물 유효성을 검증하는 전임상시험 암 모델로서 매우 유용하다는 것을 증명했다고 밝혔다.

특히 장 교수팀은 정상세포는 억제하고 폐암세포만 선택적으로 키워 암 조직구조를 이루게 하는 오가노이드 배양기술 개발에 세계 처음으로 성공해, 네이처 커뮤니케이션즈의 편집자로부터 '주목할 만한 연구'에 최근 선정됐다.

또 이를 활용한 바이오칩 약물평가 플랫폼도 함께 개발돼 환자들은 진정한 의미의 맞춤형 항암제를 찾을 수 있게 됐고 폐암 신약개발 과정에도 적극 활용할 수 있을 전망이다.

폐암은 암 사망 원인 중 1위인 고위험 암으로 혁신적인 항암제와 치료법 개발이 필요하다. 하지만 폐암은 조직학적 특성과 유전체 변이 특성이 다양해 대체 플랫폼인 암 오가노이드의 개발이 절실했다.

서울아산병원 장세진 교수 세계 최초 폐암 오가노이드 개발 성공

암 오가노이드란 환자의 조직 특성을 체외에서 재현한 암 모델로, 환자의 암 조직을 소량 채취해 생체 내 기질과 비슷한 구조에서 3차원으로 배양한 암 조직 유사체다. 배양 접시 바닥에서 2차원으로 암세포를 배양하는 경우와 달리 3차원으로 배양하면 암조직의 기능과 구조까지 평가할 수 있다.

장 교수팀은 환자의 폐암 조직을 소량 채취하여 생체와 유사한 구조에서 3차원으로 배양하는 기술을 개발했으며, 폐암 세포가 생존하는데 필요한 여러 성장인자들을 조합해 최적화한 배양액을 만들어 정상세포는 억제하고 암세포만 자라게 해 생체와 유사한 암 조직구조를 이루게 하는데 성공했다.

연구진이 배양에 성공한 환자유래 폐암 오가노이드는 모체가 되는 각 환자의 폐암 조직 유형과 일치했고, 유전체 변이 특성도 그대로 재현하고 있었다.

특히 배양된 환자의 폐암 조직은 살아있는 상태로 장기간 보관할 수 있어 환자의 암 아바타로써 시험관 내에서 다양한 항암제로 시험치료를 한 후 최적의 항암제를 선택해 환자에게 적용하는, 진정한 의미의 환자맞춤형 치료가 가능하게 됐다. 이 기술을 활용하면 동물실험을 대신할 수 있어 실험동물의 희생도 줄어들며, 신약 연구개발에 드는 비용과 시간도 단축할 수 있게 될 전망이다.

장 교수는 융합의학과 정기석 교수와 함께 암 오가노이드를 빠르게 배양하고 연구에 활용할 수 있는 미세유체칩 원스톱 시스템도 개발했다. 암 오가노이드를 실제 임상에 적용하기 위해서는 암세포 배양기술을 바탕으로 규격화된 암 오가노이드를 바이오칩 위에서 배양하고, 바로 항암제 평가 및 반응성 분석을 할 수 있는 키트화 된 검사체계가 필요하다.

장세진 교수는 "독자적인 암 오가노이드 배양기술을 확보함으로써 서울아산병원에서 보유한 국내 최대 수준의 풍부한 임상데이터와 유전체 분석기술을 바탕으로 한국형 정밀의학 모델을 선도해 나갈 것"이라며 "폐암 오가노이드 바이오뱅킹은 구축이 완료됐고, 한국인이 고위험에 속하는 대장암, 위암, 간암의 환자 유래 오가노이드 바이오 뱅크를 구축 중에 있으며 정밀의학용 진단 플랫폼도 개발하고 있어, 더 많은 환자들이 최적의 항암제를 찾을 수 있게끔 노력하겠다"고 말했다.

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