암 환자의 약물 표적치료법이 한 단계 진화했다. 보건복지부는 삼성서울병원 선도형난치암연구사업단 남도현 교수팀이 '종양 스페로이드'의 유전체-약물 반응성에 기반한 임상반응 예측 알고리즘을 이용해 '암 환자의 맞춤 표적치료법'을 제시했다고 9일 밝혔다. 이번 연구는 3차원으로 배양된 세포의 원형 집합체인 '종양 스페로이드'를 이용한 것이다. 이를 통해 기존의 암세포 약물 선별(스크리닝) 방법에 비해 실시간 약물반응 결과를 쉽게 도출할 수 있었다. 또 대규모 데이터 축적이 가능해졌다.  일반적으로 항암치료의 결과는 종양의 유전체 및 분자에 따라 환자마다 다르게 나타난다. 따라서 치료 성공률을 높이기 위해서는 환자 유래 암세포나 줄기세포를 배양해 약물반응을 사전에 스크리닝한 후 환자에 맞게 치료제를 적용하는 것이 중요하다. 기존의 암세포 약물 스크리닝 방법은 환자 종양의 분자 특성을 파악하기 힘들어 실제 임상에 적용하기 힘들었다.  하지만 남 교수팀은 총 14종의 암종에서 462건의 종양 스페로이드를 수집해 각 스페로이드마다 60종의 표적항암제 반응을 분석할 수 있었다.  주요 약물 스크리닝 결과, 혈액암에 주로 사용되는 치료제 '이브루티닙'은 '상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)' 유전자 억제제와 유사한 약물 반응성을 보였다. 따라서 EGFR 유전자 변이가 있는 암환자에게도 이브루티닙을 이용한 치료 가능성이 높아졌다.  또 뉴레글린-1(NRG1) 유전자 발현을 억제해 EGFR 유전자 억제제의 치료 효과를 개선할 수 있음을 검증했다. 이로써 EGFR 표적치료에 효과가 없는 환자를 위한 병용치료 전략을 제시했다. 이 연구를 통해 환자 유래 종양 스페로이드의 약물 반응과 환자의 임상 반응이 일치하는 치료제를 사전에 규명함으로써 암 치료제의 임상 유용성을 높일 수 있을 것으로 전망된다. 실제 연구를 통해 '종양 스페로이드'에 반응성이 높은 약물이 환자에 대한 치료효과도 높다는 사실을 4종의 암종과 31명의 환자에서 검증했다. 향후 연구가 지속되면 정밀의료의 패러다임을 변화시킬 수 있을 것으로 기대된다. 남 단장은 "다양한 분야의 많은 연구진의 참여로 창출된 대규모 '종양 스페로이드'의 유전체-약물반응 분석을 통해 치료적중률을 높임으로써 암환자의 생존기간 및 삶의 질을 향상시킬 수 있는 중요한 단초가 될 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다. 이번 연구성과는 세계적 저명 학술지인 '네이처 제네틱스(Nature Genetics)' 온라인판에 9월 27일자로 게재됐다. 또 보건복지부 선도형특성화연구사업의 지원을 받아 수행됐다. pompom@fnnews.com 정명진 기자

3차원 세포배양 생산량을 60배로 늘릴 수 있는 '세포 3D 스페로이드 형성법'이 개발됐다. 보건복지부는 안전성평가연구소와 충남대학교의 공동연구를 통해 생체 내와 동등한 기능을 갖는 3차원 세포 조직인 스페로이드의 대량 생산과 장기간 배양이 가능한 새로운 배양 플랫폼 개발에 성공했다고 10일 밝혔다. 대부분 세포 배양은 2차원으로 된 평평한 평면에서 이뤄지고 있다. 하지만 2차원 세포배양은 우리 체내 세포 환경 조건에 적합하지 않아 최근에는 생체 내와 동등한 기능을 갖는 3차원 세포 조직인 스페로이드(spheroid)의 배양이 주목을 받고 있다. 이 방법은 당뇨병 치료를 위한 인슐린의 정상분비를 유도하기 위해서 췌도 세포를 이식함에 있어 응집된 세포를 이식하는 치료 등에 사용될 수 있어 대량생산이 필요하다. 기존 3차원 세포배양 방법으로는 현적 배양법, 회전식 배양법, 원심분리법, 마이크로 몰딩법 등이 있다. 하지만 이 세포배양 방법은 별도의 배양 용구가 필요하고 배양 방법이 복잡할 뿐만 아니라 회수 및 장기간 배양이 어렵고 소요 시간도 길다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 글라이콜 키토산의 화학적 변형을 통해 세포 부착성이 없는 글리콜 키토산 유도체를 합성해 3D 스페로이드를 쉽고 간편하게 대량으로 생산 및 배양할 수 있는 플랫폼을 개발했다. 간편하게 3D 스페로이드를 생산하고 회수하기 위해 배양과정에서 배양기 표면과의 부착을 최소화해 세포 간 뭉침 현상을 극대화하는 온도감응형 하이드로젤을 개발해 배양에 활용했다. 이 배양 플랫폼은 상용화된 기존제품 대비 60배 이상의 스페로이드 생산이 가능하며 생산을 위한 전처리 시간도 30분의 1로 단축했다. 강선웅 박사와 허강무 교수는 "기존 배양법은 대량제조 및 장기간 배양이 어려웠지만 이번 연구로 특별한 장비나 추가 공정 없이 스페로이드를 대량으로 장기간 배양할 수 있는 새로운 방법을 제시했다는데 의미가 있다"고 밝혔다. 이 배양법은 재생의료나 인공장기, 생체유용물질 생산, 신약 스크리닝, 동물 대체 시험법 등 다양한 분야의 산업에 이용할 수 있다. 보건복지부 이동욱 보건산업정책국장은 "재생의료가 미래 의료의 새로운 패러다임으로 떠오르고 있는 가운데, 많은 사람들에게 합리적인 가격으로 치료제를 공급하기 위해서는 대량 생산 기술의 개발이 필수"라며 "이러한 연구들이 더 많은 성과를 낼 수 있도록 적극 지원할 것"이라고 전했다. 이번 연구는 보건복지부, 미래창조과학부, 농촌진흥청의 지원을 받았으며 국제 저명 학술저널 'NPG 아시아 재료(Asia Materials)'에 발표했다. pompom@fnnews.com 정명진 의학전문기자

국내 연구진이 고성능 치료용 3D 줄기세포 스페로이드를 대량생산 할 수 있는 새로운 배양 플랫폼을 개발했다. 이 기술은 줄기세포를 이용한 혈관 질환 치료에 널리 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 연세대는 22일 전기전자공학부 이태윤 교수팀과 생명공학과 조승우 교수팀은 물방울이 퍼지지 않고 구 형태로 표면에 붙어있을 수 있는 초소수성 생체모사 표면을 개발했으며, 이를 이용해 고성능의 치료용 인간 지방유래 줄기세포 스페로이드를 대량으로 배양할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 3D 줄기세포 스페로이드는 1000개 이상의 단일 세포들이 모여 3차원의 구 형태를 이루는 줄기세포 집합체를 지칭하며 단일 줄기세포 보다 뛰어난 치료 효능을 가진다. 독자적으로 개발한 물방울의 실시간 접착 특성 제어 기술이 적용된 초소수성 배양 플랫폼을 통해 세포배양액과 표면 접촉 면적을 크게 줄인 상태로 줄기세포 스페로이드를 배양할 수 있었다. 연구팀은 "특별한 추가 공정 없이 고성능 치료용 줄기세포 스페로이드를 대량으로 배양할 수 있는 새로운 방법을 제시한 것"이라며 "추후 다른 종류의 세포에도 적용 가능해 세포 치료제 이외에도 다양한 바이오 산업에 응용 할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 이번 연구는 과학적 성과를 인정받아 재료 분야 국제 최상위 학술지인 '어드밴스드 머티리얼스' 온라인판으로 게재됐고, 10월호 표지 논문으로 소개될 예정이다. cynical73@fnnews.com 김병덕 기자

인간의 눈처럼 색을 구분하는 인공 시각 신경회로가 개발됐다. 이 장치는 3차원으로 조직화된 세포 덩어리인 신경 조직과 빛 자극을 감지해 전기 신호로 변환하는 인공 광수용체를 체외에서 결합해 눈과 시신경, 뇌를 모방했다. 17일 한국과학기술연구원(KIST)에 따르면 KIST 센서시스템연구센터 김재헌·박사팀과 뇌융합기술연구단 김홍남 박사팀이 인공 시각 신경회로 개발에 성공했다. 다양한 망막 내 시각 세포들을 추가 생산해 망막층까지 묘사한 장치로 발전된다면, 이 장치로 실험해 시각 질환의 원인을 찾을 수 있다. 또한, 손상된 망막 층을 모방한 장치를 제작해 망막 질환 치료 기술을 테스트할 수 있는 키트로 활용할 수 있다. 연구진은 신경세포의 기능성과 생존력을 높인 3차원으로 조직화된 생체 조직을 인공 광수용체 발현을 위한 플랫폼으로 이용했다. 이로써 세포 간 상호작용을 증대해 안정적으로 인공 광수용체 단백질을 만들어내는 데 성공했다. 기존 평면적 세포 배양법으로 광수용체 단백질을 주입했을 때 50% 이하의 신경세포들만 생존했다면, 신경 스페로이드를 활용하면 80% 이상의 높은 생존율을 가지게 된다. 연구진은 명암을 구분하는 로돕신과 색 구분을 위한 청색 옵신 단백질을 만들어내 각각 청색과 녹색에서 선택적 반응성을 가지는 세포 덩어리를 제작했다. 이 세포덩어리인 스페로이드는 사람의 눈이 인식하는 색과 동일한 파장에서 반응을 일으켰다. 이후 눈을 모사한 광반응성 신경 스페로이드와 뇌를 모사한 일반 신경 스페로이드를 연결한 장치를 제작하고, 일반 스페로이드까지 신경전달이 확장되는 과정을 형광 현미경을 통해 포착하는 데 성공했다. 즉, 인간의 뇌가 어떤 과정에 의해 망막에서 발생한 신호를 다른 색으로 인지하는지 탐색이 가능한 시각신호 전달 모델을 만든 것이다. 한편, 연구진은 인공 시각 신경회로를 개발해 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)'에 최근 발표했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 인간의 눈처럼 색을 구분하는 인공 시각 신경회로가 개발됐다. 이 장치는 3차원으로 조직화된 세포 덩어리인 신경 조직과 빛 자극을 감지해 전기 신호로 변환하는 인공 광수용체를 체외에서 결합해 눈과 시신경, 뇌를 모방했다. 17일 한국과학기술연구원(KIST)에 따르면 KIST 센서시스템연구센터 김재헌·박사팀과 뇌융합기술연구단 김홍남 박사팀이 인공 시각 신경회로 개발에 성공했다. 다양한 망막 내 시각 세포들을 추가 생산해 망막층까지 묘사한 장치로 발전된다면, 이 장치로 실험해 시각 질환의 원인을 찾을 수 있다. 또한, 손상된 망막 층을 모방한 장치를 제작해 망막 질환 치료 기술을 테스트할 수 있는 키트로 활용할 수 있다. 김재헌 박사는 "먼 미래에는 인간의 망막 내 세포들을 자유자재로 생산하고 세포층까지 만들어내 시각 손상이 심한 환자에게 이식을 통한 치료 기술을 제공할 수 있을 것"이라고 전망했다. 연구진은 신경세포의 기능성과 생존력을 높인 3차원으로 조직화된 생체 조직을 인공 광수용체 발현을 위한 플랫폼으로 이용했다. 이로써 세포 간 상호작용을 증대해 안정적으로 인공 광수용체 단백질을 만들어내는 데 성공했다. 기존 평면적 세포 배양법으로 광수용체 단백질을 주입했을 때 50% 이하의 신경세포들만 생존했다면, 신경 스페로이드를 활용하면 80% 이상의 높은 생존율을 가지게 된다. 연구진은 명암을 구분하는 로돕신과 색 구분을 위한 청색 옵신 단백질을 만들어내 각각 청색과 녹색에서 선택적 반응성을 가지는 세포 덩어리를 제작했다. 이 세포덩어리인 스페로이드는 사람의 눈이 인식하는 색과 동일한 파장에서 반응을 일으켰다. 이후 눈을 모사한 광반응성 신경 스페로이드와 뇌를 모사한 일반 신경 스페로이드를 연결한 장치를 제작하고, 일반 스페로이드까지 신경전달이 확장되는 과정을 형광 현미경을 통해 포착하는 데 성공했다. 즉, 인간의 뇌가 어떤 과정에 의해 망막에서 발생한 신호를 다른 색으로 인지하는지 탐색이 가능한 시각신호 전달 모델을 만든 것이다. 한편, 연구진은 인공 시각 신경회로를 개발해 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)'에 최근 발표했다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 방광암은 전립선암, 신장암에 이어 비뇨기계에서 세 번째로 많이 발생하는 악성 종양으로, 여성보다 남성에게서 흔하게 발생한다. 최근 고령화와 건강검진 시행의 증가로 환자 수가 지속적으로 증가하는 추세인데 완치가 매우 어려운 것으로 알려졌다. 분당서울대병원은 방광암 스페로이드 모델을 통해 난치 질환인 전이성 방광암에서 항암 내성 기전을 극복하는 새로운 약제를 발굴했다고 1일 전했다. 비뇨의학과 이상철 교수 연구팀은 ‘3차원 스페로이드 모델’을 통해 새로운 약제를 발굴, 항암제 내성 전이성 방광암 치료 가능성을 밝혀 주목을 받고 있다. 스페로이드는 3차원으로 배양된 세포의 원형 집합체를 말하며, 배양 접시에서 2차원으로 배양한 세포와 달리 세포의 구조와 기능을 매우 유사하게 반영한다는 특징이 있다. 이에 연구팀은 실제 방광암의 특성을 모방한 방광암 스페로이드 모델을 확립해, 거대 B세포 림프종 치료제로 개발된 약제인 CUDC-907이 방광암 스페로이드의 성장과 이동성 및 침윤성을 억제하는지 확인하고, 그 기전을 규명하기 위한 연구를 진행했다. CUDC-907은 거대 B세포 림프종, 갑상선암, 유방암 등에서 임상연구가 진행된 바 있지만 방광암에 대한 연구는 이번이 처음이다. 연구 결과, CUDC-907은 농도에 따라 방광암 스페로이드의 크기 및 세포 생존율을 감소시킬 뿐만 아니라, 암세포의 이동성과 침윤성 또한 현저하게 억제하는 것으로 나타났다. 또한, 연구팀은 이러한 CUDC-907의 항암 메커니즘이 암세포의 전이에서 중요한 역할을 하는 ‘상피-간엽 이행’을 억제하고, 암 세포의 사멸을 유도하는 방식으로 이루어진다는 것을 증명했다. 이상철 교수는 “3차원 스페로이드 모델은 생체 조직과 유사성이 높고, 동물 모델과 비교해 윤리적·경제적 부담이 적어 질환 모델링, 질병 메커니즘 연구, 신약 개발 플랫폼 구축 등 다양한 분야에 활용되고 있다”며 “이번 연구를 통해 확립된 방광암 3차원 스페로이드 모델은 향후 방광암 신약 개발을 위한 약물 스크리닝에 활용할 수 있을 것으로 보인다”고 설명했다. camila@fnnews.com 강규민 기자

[파이낸셜뉴스] 세포 치료제 전문기업 에스바이오메딕스가 24~25일 진행한 일반 투자자 대상 공모주 청약에서 994.8대 1의 경쟁률을 기록했다. 26일 금융투자업계에 따르면 에스바이오메딕스의 일반 투자자 공모주 청약에는 총 8만5531건이 접수됐으며, 증거금은 1조7000억원 규모로 집계됐다. 27일 증거금 납입과 환불과정을 거쳐 오는 4일 코스닥 시장에 입성할 계획이다. 상장 후 시가총액은 1979억원이다. 앞서 에스바이오메딕스는 17~18일 기관 투자자 대상 수요예측을 통해 최종 공모가를 희망밴드의 최상단인 1만8000원으로 확정했다. 밴드 상단 이상을 제시한 비율은 53.3%(664곳)로 나타났으며, 총 1246개 기관이 참여해 854대 1의 경쟁률을 기록했다. 에스바이오메딕스는 혁신적 기술 경쟁력을 바탕으로 질환특이적 세포 치료제 개발에 힘쓰고 있다. 두 가지 원천 플랫폼 기술인 배아줄기세포 분화 표준화 기술(TED)과 3차원 기능성 스페로이드 구현 기술(FECS)을 기반으로 8개 파이프라인을 보유하고 있다. 그 중 파킨슨병 치료제, 척수손상 치료제, 중증하지허혈 치료제, 눈가주름 개선, 큐어스킨(여드름 흉터 치료제) 5개는 임상 단계에 있다. 에스바이오메딕스는 핵심 파이프라인과 관련해 국내 및 미국, 유럽, 일본 등 글로벌 바이오 마켓에 총 132건의 특허를 출원하고 88건 등록을 완료했다. 29건은 심사 중에 있다. 국내에서 유일하게 순수 독자 기술력으로 배아줄기세포 유래 세포 치료제를 개발해 임상단계까지 진입했으며, 향후 강력한 지식재산권(IP)을 바탕으로 국내 허가 및 판매, 해외 기술 이전 등을 적극 추진할 계획이다. 강세일 에스바이오메딕스 대표는 “기관 투자자 대상 수요예측에 이어 이번 일반 공모 청약에서도 좋은 성적을 얻어 기쁘다”며 “당사의 혁신적인 기술력과 핵심 파이프라인 임상성공 가능성을 믿어준 모든 투자자들에게 감사하다”고 말했다. 이어 “그 믿음에 보답할 수 있도록, 핵심 파이프라인 임상개발에 전사 역량을 집중할 것”이라고 덧붙였다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스] 포항공과대학교(POSTECH) 기계공학과 조동우 교수·통합과정 조원우·안민준 씨, 부산대 의생명융합공학부 김병수 교수 공동연구팀은 3D 바이오프린팅 기술로 피부에 생기는 악성 종양인 '전이성 흑색종' 모델을 만들었다. 이 모델은 흑색종 특성을 모사하는 '암 스페로이드'를 인공 혈관·림프관 사이에 프린팅해 만들었다. 연구진은 9일 "암의 미세환경 뿐만아니라, 주요 전이 경로인 혈관·림프관을 모사한 체외 암 모델로 암을 전략적으로 치료할 수 있는 길이 열렸다"고 설명했다. 또한 "향후 환자에게서 채취한 세포로 암 모델을 제작하면 개인별 맞춤 암 치료를 실현할 수 있을 것"이라고 말했다. 앞서 연구진은 돼지유래 피부 조직을 탈세포화해 만든 세포외기질 '바이오잉크 배스' 안에 암 스페로이드를 바이오프린팅하는 기술을 개발했다. 이 기술로 다양한 크기의 암 스페로이드를 혈관과 함께 제작했다. 다만, 기존의 체외 암 모델에는 면역세포가 이동하는 통로이자 약물 내성에 영향을 미치는 림프관이 포함되지 않았다. 이번에는 최초로 바이오프린팅 기술을 통해 암 스페로이드와 혈관·림프관이 공존하는 전이성 암 모델을 제작하는 데 성공했다. 연구 결과, 이 암 모델에서 암세포의 침습·전이와 기질세포에 의한 약물 저항성 등 전이성 흑색종의 특징적인 현상을 발견했다. 표적 치료에 사용되는 약물 조합을 적용하자 실제와 유사한 반응이 나타나기도 했다. 복잡한 체내 환경을 그대로 구현한 체외 암 모델을 이용하면 암을 더욱 효과적으로 치료할 수 있다. 연구진은 "환자마다 각기 다르게 나타나는 암의 진행과 치료제의 효과를 몸 밖에서 미리 확인할 수 있어, 항암 치료에 대한 환자의 부담도 줄어든다"고 설명했다. 또한 "이 암 모델에 면역세포를 적용하면 실제 암에서 일어나는 암세포와 면역세포의 상호작용과 이로 인한 면역반응 등을 관측할 수 있을 것"이라고 전망했다. 한편, 연구진은 이번 연구결과를 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 지난 8월 26일 발표했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 바이오 디바이스 기업 큐리옥스바이오시스템즈(이하 큐리옥스)는 서울대 소프트파운드리연구소와 세포의 움직임을 조절하며 3차원 생체 모사체의 제작을 가속화하는 미세 유체 시스템 개발을 위한 공동연구를 시작했다고 19일 밝혔다. 서울대 소프트파운드리연구소는 재료, 전기·전자, 기계 항공, 화공, 의약학, 화학, 생명공학, 인문학, 사회학 등 여러 분야의 융합기술을 통해 미래지향적 패러다임에 맞는 공정과 기술을 개발하는 연구기관이다. 이번 공동연구를 통해 큐리옥스와 서울대 연구진은 세포가 체내에서 노출되는 환경을 모사해 3차원 생체 모사체의 제작을 가속화하는 미세 유체 시스템을 개발한다. 또 생체 모사 미세 유체 시스템 제작에 필요한 기술적, 이론적 연구를 수행하게 된다. 3차원 생체 모사체는 세포 간 그리고 세포와 세포 외 기질 간의 상호작용을 동반한 세포 집합체로 생체의 구조와 기능을 모사해 체외에서 체내와 유사한 조건을 구현할 수 있는 것으로 알려져 있다. 최근까지 3차원 생체 모사체 제작 방식과 제작 속도를 높이기 위한 다양한 방식들이 활발히 연구되고 있으나 세포 주변 환경이 세포의 거동 및 기능성에 미치는 영향을 고려한 기술은 세계적으로 걸음마 단계다. 현재 기술로는 생체모사체를 만드는데 최소 24시간 이상 소요된다. 연구책임을 맡은 김호영 서울대 기계공학부 교수는 “세포 외 기질을 모사한 세포 수송 모듈은 미세 유체를 활용한 세포 분석 및 조립에서 세포를 수송하는 매질로 활용될 수 있을 것으로 기대된다”며 “주변 환경 및 외부 자극을 조절해 미세입자의 거동을 제어하는 기술은 로봇, 기계 및 건축 시스템, 의료 시스템 등 미세입자의 자가조립과 연관된 다양한 공학 분야에 적용될 수 있다”고 설명했다. 김남용 큐리옥스 대표이사는 “이번 공동연구를 통해 개발되는 미세 유체 시스템을 활용하면 큐리옥스의 주력 제품인 라미나 워시 장비의 편의성을 향상시켜 매출 증대에 기여할 뿐만 아니라 저비용, 고수율로 3차원 생체모사체의 고속 제작이 가능해 신약 개발에서 가장 많은 시간과 비용이 소모되는 전임상 시험 단계의 비용을 비약적으로 절감할 수 있다”며 “생체 모사체는 생체 대응성이 탁월할 것으로 예측되는 만큼 신약 개발 성공률을 높여 신약 개발 시장에서 주도권을 선점할 수 있는 원동력이 될 것”이라고 말했다. 큐리옥스 측은 이번 연구성과를 토대로 현재 상용화된 세포 전처리 기술의 편의성을 향상시키는 동시에 향후 스페로이드와 오가노이드 관련 시장에도 진출한다는 계획이다. 오가노이드는 장기 유사체, 미니 장기로 불리며 실제 장기기관의 기능과 구조를 닮은 3차원 세포 집합체다. 신약 개발, 인공장기 개발 및 질병 치료에 활용되며 향후 장기 이식 및 세포 치료에 활용 가능한 것으로 알려져 있다. 최근 생명공학정책연구센터가 발간한 자료에 따르면 오가노이드의 글로벌 시장 규모는 지난 2019년 기준 약 7775억원에서 오는 2027년 약 4조원에 이를 것으로 전망됐다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

【파이낸셜뉴스 울산=최수상 기자】 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단 조윤경 그룹리더(UNIST 바이오메디컬 공학과 교수) 연구진은 살아있는 세포 간 정보전달체 엑소좀(exosome, 세포외소포체)을 리프로그래밍해 세포 내에서 에너지 생성이 가능한 인공 세포 소기관을 개발했다고 14일 밝혔다. 엑소좀은 조직 깊은 곳까지 침투할 수 있어, 기존 한계를 뛰어 넘는 새로운 약물 전달 시스템을 제시할 것으로 기대된다. 연구팀은 나노 크기 엑소좀이 살아있는 세포 간 효율적 정보전달체임에 착안했다. 이에 세포 크기의(직경 ~ 10 μm, 부피 1 picoliter 이하) 액적 기반 미세유체 반응기를 이용, 두 종류의 엑소좀이 합쳐지면서 내부 물질끼리 화학반응이 일어나 융합되는 것을 확인했다. 또한, 엑소좀 내부 및 막단백질에 서로 다른 효소를 갖고 있는 엑소좀의 융합 반응을 통하여 생촉매 반응을 성공적으로 제어했다. 특히 이번에 개발한 인공 엑소좀은 의학적 활용 가능성도 클 것으로 기대된다. 연구진은 세포의 에너지 원천인 생체에너지(ATP)를 합성시킬 수 있는 효소들을 인공 엑소좀에 포함시켜, 살아있는 세포 내에서 ATP를 만들어내는 인공 합성 엑소좀의 생성을 확인했다. 나아가 인공 엑소좀이 유방암 모사 스페로이드의 내부 깊숙한 부분까지 전달되었음도 보였다. 이로써 인공 엑소좀이 저산소증으로 손상된 세포에 에너지를 공급하는 나노 알약으로 활용될 가능성을 보였고, 종양 중심부의 생체에너지(ATP) 부족 현상 규명에도 새로운 전략을 제시할 것으로 기대된다. 연구를 이끈 조윤경 그룹리더은 “인공 엑소좀을 통해 살아있는 세포에 보다 효율적인 물질 전달 방법을 제시했다”며 “향후 엑소좀의 내부와 표면에 부가적인 기능을 탑재한 인공 세포 소기관을 만드는 연구를 계속할 예정이다”라고 말했다. 연구결과는 나노분야 세계적 학술지인 네이처 카탈리시스(Nature Catalysis, IF 41.813)에 표지논문으로 9월 14일 0시(한국시간) 게재됐다. ulsan@fnnews.com 최수상 기자