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Start Up Innovation / Science
항암제, 아바타로 효율적 개발
환자의 세포 이식 마우스, 치료 효과에 대한 예측 정밀도 높아

환자의 암 조직을 이식한 마우스 및 계란을 새로운 항암제 개발에 이용하는 움직임이 확대되고 있다. 임상시험에 이용하는 항암제 후보를 집약할 때에 환자의 암을 이식한 마우스를 이용한다면 예측 정밀도가 기존에 비해 비약적으로 높아지게 되고 항암제 개발 비용 절감으로도 이어질 것으로 기대되고 있다. 앞으로 환자에 따라 가정 적합한 항암제를 선택하는 개별화 의료에도 응용될 가능성이 있다.

도쿄 쓰키지(築地)에 있는 국립암연구센터 연구소 꼭대기 층의 동물 실험실. 우주복과 같은 작업복을 입은 기술자들이 마우스의 등에 1~2mm정도의 작은 세포 덩어리를 주입하고 있었다. 암 환자의 동의를 얻어 채취한 암 조직을 잘게 자른 것이다.

-- 면역 반응 나오지 않아 --
아바타 마우스는 면역 반응이 일어나지 않은 특수한 마우스이기 때문에 암세포를 이식해도 마우스 체내에서 자랄 수 있다. 국립암연구센터 연구소의 하마다(浜田) 분야장은 “암 환자의 화신(化身)을 의미하는 ‘아바타 마우스’는 새로운 항암제를 효율적으로 개발하는데 도움이 될 것이다”라고 말한다.

항암제는 사람을 대상으로 한 임상시험을 하기 전에 많은 치료약 후보들 중 임상시험에서 효과를 낼 수 있는 것들을 집약한다. 기존에는 환자에게서 채취한 암세포를 샬레에서 배양한 것을 이용해왔다. 하지만 장기간 배양하는 동안 본래 암이 가진 성질이 없어지거나, 치료 효과를 예측하는 정밀도가 10% 미만이라는 등의 단점이 있었다.

예측 정밀도를 향상시키기 위해 구미에서는 아바타 마우스를 이용해 치료약 후보를 선택하는 움직임이 가속화되고 있다. 미국의 연구에서는 치료 효과의 예측 정밀도는 80% 이상이라는 보고도 있다.

일본에서도 8월 하순부터 국립암연구센터와 LSI 메디언스 등으로 구성된 그룹이 공동으로 아바타 마우스 제작에 착수했다. 앞으로 10년 간 폐암과 대장암, 유방암, 희귀암 등 다양한 암 환자 2,500명의 암 조직을 이식한 아바타 마우스를 만들어내는 것을 목표로 하고 있다.

LSI 메디언스는 국립암연구센터로부터 마우스에 이식할 환자의 암세포를 양도 받아 자사의 구마모토(熊本)연구소에서 아바타 마우스를 제작. 정부가 정한 기준(GLP)을 통과한 시설에서 사육한다. LSI 메디언스의 이노우에(井上) 첨단사업추진부장은 “내년 봄까지 제약회사로부터 아바타 마우스를 이용한 실험을 위탁 받는 사업을 본격적으로 시작하고 싶다’라고 말한다.

구미(歐美)는 아바타 마우스 개발에서 앞서 있지만, 조기 암 환자의 암세포를 이식한 마우스를 이용하는 케이스가 대부분이다. 이에 반해 국립암연구센터에서는 치료에 이용할 수 있는 약이 더 이상 없거나, 재발하는 등의 진행암 환자로부터 채취한 암 조직을 마우스에 이식하고 있다. “환자가 치료에 이용한 항암제 투여 기록 등 임상 정보 및 유전 정보도 함께 제공되기 때문에 구미의 아바타 마우스보다 신약 개발에 이용하기 쉽다”라고 하마다 분야장은 강조한다.

-- 제작에 3개월 소요 --
국립암연구센터 연구소는 현재 면역 치료약 ‘옵디보’의 효력이 없어진 환자의 아바타 마우스도 제작하고 있다. 이 아바타 마우스를 이용한다면 “무슨 이유로 옵디보의 효력이 없어진 것인지, 그 원인 유전자를 찾을 수 있게 되고, 제 2의 옵디보를 개발하는데도 활용할 수 있다”라며 국립암연구센터 중앙병원 유선(乳腺)∙종양내과의 다무라(田村) 과장은 기대감을 나타냈다.

하지만 아바타 마우스 제작에는 적어도 3개월이 소요되기 때문에 그 사이에 환자가 사망할 가능성이 있다. 이 때문에 신약 개발에는 이용될 수 있지만, 환자 자신에게 가장 적합한 치료약을 찾는 개별화 의료로의 응용은 어렵다고 할 수 있다. 아바타 마우스의 가격이 비싸다는 것도 문제점이다.

이를 해결하기 위해 교토대학 고등연구원의 다마노(玉野) 특정교수 팀은 계란을 이용해 환자의 암을 재현하는 방법을 개발하고 있다.

연구팀은 실험에서 계란의 껍질에 구멍을 뚫어 난소암 환자의 잘게 자른 암 조직을 껍질 밑에 있는 막 위에 올려놓았더니 3~4일만에 환자의 난소암이 재현되었다. 1,000개 이상의 작은 구멍이 있는 초미세 입자(나노입자)의 구멍에 항암제를 집어넣어 이 계란에 주입한 결과, 암이 2~3일만에 사라졌다.

다마노 특정교수는 “계란은 저렴하고 1, 2주 정도면 실험에 필요한 개수를 모두 준비할 수 있다. 앞으로 환자에게 최적의 항암제를 찾아주는 개별화 의료에 이용하는 것을 검토해나가고 싶다”라고 말한다.

홋카이도대학 그룹은 미세 가공을 통해 독자적으로 개발한 유리 기판 위에서 생체 내에서와 동일하게 움직이는 암 조직을 재현하는데 성공했다. 실험에는 배양한 췌장암 세포를 이용했지만, 홋카이도대학의 미야타케(宮武) 조교는 “앞으로 환자의 암세포를 직접 유리 기판 위에서 배양해 생체와 동일한 암 조직을 재현하는 것도 가능할지도 모른다”라고 말한다.

암 환자의 암 조직을 재현하는 아바타 기술은 항암제 등의 개발 효율성을 높이고, 제약회사의 연구 개발비 절감으로 이어질 것이라고 기대되고 있다.

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