꿈의 기술 '오가노이드' 이제 현실…세계 곳곳서 임상 성과 나와

차바이오컴플렉스서 '오가노이드 디벨로퍼 콘퍼런스' 개최줄기세포 및 오가노이드 분야 세계 석학 한자리에임상시험서 유효성 확보 중…5년까지 장기 안전성 입증

 ‘2024 오가노이드 디벨로퍼 콘퍼런스(Organoid Developer Conference)’ 연자와 주최진이 기념사진을 촬영하고 있다.©약업신문

“오가노이드는 질환의 완화와 개선을 넘어 근본적 치료를 가능하게 하는 혁신적인 재생치료 기술이다. 오가노이드사이언스는 방사성 직장염, 염증성 장질환(IBD), 베체트 장염 오가노이드 치료제 개발에 매진하고 있다. 국가첨단전략기술 지정, 첨단바이오의약품법 개정으로 붙은 동력을 성공으로 이끌겠다.”

오가노이드사이언스 이경진 CTO(최고경영책임자)는 25일 경기도 성남시 판교 차바이오컴플렉스에서 열린 '2024 오가노이드 디벨로퍼 콘퍼런스(Organoid Developer Conference)'에 연자로 나서, 오가노이드 기술 및 치료제 우수성과 미래 가치에 대해 이같이 밝혔다.

오가노이드는 배아줄기세포 또는 성체줄기세포를 기반으로 인체 외에서 만들어진 3차원 조직 모사체를 말한다. 사람의 줄기세포를 기반으로 제작된 오가노이드는 인체 장기의 기능을 낼 수 있을 뿐만 아니라, 장기에서 발생할 수 있는 암 또는 다양한 질환이 유발되거나 특성을 띠는 조직 모사체로도 제작할 수 있다. 이러한 특성은 의약품 개발, 질병 진단 등 의약학 전반에서 활용할 수 있다.

오가노이드사이언스 이경진 CTO(최고경영책임자).©약업신문

이 CTO는 “오가노이드는 손상된 병변 조직을 직접적으로 재생(Direct Regenerative effect)시키고, 이식 부위에 새로운 혈관 생성과 병변 주변 환경까지 개선(Paracrine effect)하며 치료 효과를 끌어올리는 것이 특징”이라고 강조했다. 파라크라인 효과(Paracrine effect)는 줄기세포가 분비하는 세포외소포(EV) 및 엑소좀 등으로 일어나는 세포 내 재생 시스템 활성화를 말한다.

오가노이드사이언스는 이러한 두 가지 효과를 동물실험에서 증명, 임상연구에서 확인하고 있다. 오가노이드사이언스는 오가노이드 재생치료제 플랫폼 기술 'ATORM(아톰)'을 구축했다. 이 CTO는 “ATORM-Colon(장 오가노이드)은 마우스와 돼지 모델에서 유효성과 안전성이 입증됐다”면서 “특히 방사선 직장염 유발 돼지로 진행한 사람 적용 시뮬레이션에서 타깃하는 병변에 ATORM-Colon이 생착해 실제로 세포와 조직을 재생시키는 것이 확인됐다”고 강조했다.

오가노이드사이언스는 해당 연구 결과를 바탕으로 지난해 7월 임상연구에 진입해 국내 최초로 사람 대상으로 오가노이드 치료제 연구를 시작했다. 현재 2명에게 ATORM-Colon이 적용됐으며, 올해 내 10명까지 대상자가 확대될 예정이다.

흐로닝언대 의료센터(University Medical Center Groningen) 로버트 콥스(Robert Coppes) 교수.©약업신문

네덜란드 흐로닝언대 의료센터(University Medical Center Groningen) 로버트 콥스(Robert Coppes) 교수는 방사선 항암치료 때문에 손상된 침샘(Salivary gland)을 오가노이드로 치료할 수 있다고 제시했다.

로버트 콥스 교수는 “두경부암 환자에 많이 사용되는 방사선 치료는 침샘에 중대한 영향을 끼친다”면서 “방사선 치료는 침샘의 분비 기능을 저하해 구강 내 부작용을 일으키고, 섭식 장애까지 유발한다”고 말했다. 이어 박사는 “오가노이드 침샘을 이식한 마우스 모델에서 용량 의존적으로 파괴된 침샘 회복이 관찰됐다”면서 “특히 오가노이드 침샘은 유전적, 구조적, 기능적으로 정상 침샘과 동일했다”고 강조했다.

로버트 콥스 교수는 임상시험에서도 침샘 오가노이드 치료제 가능성을 확인했다. 로버트 콥스 교수는 두경부암 환자 2명을 대상으로 수술로 종양을 제거한 후, 방사선 치료를 진행했다. 이후 환자에게 침샘 오가노이드를 이식하고 5년간 장기추적조사를 시행했다. 그 결과, 방사선 치료 후 1년까지는 침샘 기능이 저하됐으나, 1년 이후부턴 침샘이 재생돼 정상적인 기능을 내는 것이 확인됐다. 특히 5년이 지난 현재까지도 이상반응이 나타나지 않으며 안전성도 확보됐다.

로버트 콥스 교수는 “이번 임상 결과는 오가노이드가 더는 이론적 기술이 아닌, 실제 치료제로서 성공할 수 있다는 것을 증명한 것”이라고 전했다.

토쿄의과치과대학(Tokyo Medical and Dental University) 류이치 오카모토(Ryuichi Okamoto) 교수.©약업신문

일본 토쿄의과치과대학(Tokyo Medical and Dental University) 류이치 오카모토(Ryuichi Okamoto) 교수는 염증성 장질환에서 근본적 치료제로 오가노이드를 꼽았다.

류이치 오카모토 교수는 “현재 일본에서 궤양성 대장염과 크론병 환자가 급증하고 있으며, 이는 한국을 비롯해 전 세계적인 추세”라며 “현재까지 항생제나 자가면역질환 치료제(TNF-α) 등을 투여하는 것 말고는 마땅한 치료법이 없는 상황”이라고 말했다. 류이치 오카모토 교수는 기존 치료법에 불응하는 환자가 많고 증상 완화에 초점이 맞춰진 치료가 아닌, 오가노이드의 다중작용과 근본적 점막 치유가 염증성 장질환 치료의 핵심이라고 강조했다.

류이치 오카모토 교수는 “염증성 장질환 마우스 모델의 장에서 얻은 줄기세포를 기반으로 오가노이드를 제작, 동물실험한 결과에서 PoC(Proof of Concept, 개념증명)를 확인했다”면서 “현재 사람에게도 동일한 방식으로 임상시험을 진행해 1년간 추적관찰 중”이라고 말했다. 해당 임상에 참여한 염증성 장질환 환자 2명은 현재까지 안전성에 문제가 되는 이상반응이 나타나지 않았다.

류이치 오카모토 교수는 오가노이드 치료제 상용화를 위한 개선점도 강조했다.  류이치 오카모토 교수는 장시간이 소요되는 오가노이드 배양의 효율성 개선과  환부의 심층 조직 손상에도 오가노이드를 제작할 수 있는 기술 개발이 필요하다고 말했다. 또 타깃하는 환부에 정확하게 오가노이드를 이식할 수 있는 기술도 발전해야 한다고 덧붙였다.