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MIT, 신약 임상시험용 인체 장기 모방 플랫폼 개발

   심현영 기자   2018-04-09 10:19
(출처=팩셀스)

美 메사추세츠 공과대학(MIT) 엔지니어팀이 인체에 시험 전 신약을 평가하고 발생 가능한 부작용을 찾는 플랫폼 칩을 개발했다. 이는 설계된 10여 종 장기 조직을 연결하는 미세유동 플랫폼이다.

연구 결과에 의하면, 이 플랫폼은 인체의 특정 부위를 치료하기 위한 약이 다른 장기에 미치는 영향을 식별할 수 있다. MIT연구진은 이를 통해 인체 장기에서 일어나는 상호작용을 재현할 수 있다고 밝혔다.

항체 의약품 평가에 유용

린다 그리피스 MIT 생명공학과 교수는 “해당 플랫폼이 항체 의약품과 그 외 면역 요법 평가에 도움을 줄 수 있다”며 “이는 사람과 면역체계가 다른 동물 실험의 한계를 극복할 것”이라고 밝혔다.

그는 이어 “플랫폼은 신약이 다른 조직에 미치는 영향을 검증하고 노출 시간을 측정하며 대사 과정 연구 수행에 기여한다”고 덧붙였다.

美 통신사 UPI 보도에 의하면, 그리피스 교수는 현 시점에서 이 플랫폼이 ▲간 ▲폐 ▲장 ▲자궁 내막 ▲뇌 ▲심장 ▲췌장 ▲신장 ▲피부 ▲골격 근육으로 구성된 10가지 장기 유형 중 2개에서 4개 정도 장기를 모델링 하는 일에 활용할 수 있다고 언급했다.

 

약물 섭취부터 분해과정까지 인간 장기 모방 플랫폼에서 확인 가능

이번에 개발된 플랫폼은 조직이 성장하고 상호작용하며 인간 장기 기능을 모방한다. 이는 최초로 다종의 조직을 성공적으로 연결한 사례다.

연구진은 유체가 안팎으로 흐르도록 하는 동시에 칩 안에서 일어나는 일을 조작 가능하도록 열린 시스템을 개발했다. 외부 펌프를 사용하는 대신 열린 시스템을 통해 전체 시스템을 조작하고 표본을 제거할 수 있도록 설계했다.

이 시스템은 이 신기술을 상업화한 영국 CN바이오이노베이션사에서 채택했다. 보드 위 펌프는 장기 사이 액체 흐름을 제어해 체내 혈액, 면역 세포, 단백질 흐름을 재현한다. 종양을 발생시킬 수도 있다.

연구팀은 장기 하나 당 1백만~2백만 개 세포로 이뤄진 칩을 제작했으며, 장기 기능 대부분을 담당하는 주요 세포를 사용해 연구를 진행했다.

연구팀은 칩이 약품을 구강으로 섭취하는 과정을 모방해 성공적으로 약물을 위장 조직까지 운반할 수 있는지 시험했다. 그 결과 약물이 다른 조직으로도 이동해 대사가 이뤄짐을 확인했다. 이 과정에서 연구팀은 약물의 이동 및 다양한 조직에 미치는 영향, 분해과정 등을 살펴볼 수 있었다.

(출처=픽시어)

파킨슨병 등 다양한 의학실험에 응용

해당 연구실에서는 현재 파킨슨병에 대한 모델 시스템을 개발 중이다. 여기에는 뇌, 간, 위장 조직이 포함됐다. 연구진은 내장에서 발견되는 세균이 파킨슨병 진행에 영향을 미치는지 확인하고 있다.

연구팀은 기술전문지 테크놀로지 리뷰에서 “세포가 시험 중 최대 4주간 생존할 수 있다”며 “여러 종류의 장기가 진통제에 어떻게 반응하는지 알아보기 위해 이 칩을 활용할 계획”이라고 밝혔다.

연구팀이 개발한 새로운 미세유동 시스템은 최대 10종 조직을 동시에 배양할 수 있다. 현존하는 대부분 미세유동 시스템은 닫혀 있어 세포를 조작하거나 분석을 위해 표본을 얻기 어렵지만 이 칩은 열린 시스템으로 구현돼 인체 순환계를 모방한다.

[메디컬리포트=심현영 기자]

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