넥셀, '심장 질환 모델 오가노이드' 개발 완료…동물실험대체재로 활용 가능

연구 결과 국제 학술지 ‘Cell Death & Disease’에 게재

급·만성 심장 질환 모델 오가노이드 동물실험대체재로서 활용 가능성 제시한 연구결과.©넥셀

넥셀은 인간 심장 세포 구성을 재현한 hiPSC유래 다세포 구성 심장 오가노이드 개발과 이를 활용해 동물 시험을 대체하여 약물의 효능을 평가할 수 있는 심장 질환 모델 구축에 성공했다고 3일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지인 ‘Cell Death & Disease’에 1일 게재됐다. 넥셀은 인간유도만능줄기세포(이하 hiPSC) 유래 오가노이드 전문 기업이다.

오가노이드는 생체 외 환경에서 배양을 통해 사람의 장기 구조와 같은 조직을 구현하는 것으로 ‘장기 유사체’라고도 불린다. 이를 통해 신약 개발 과정에서 후보물질 안전성 및 유효성 평가가 가능해 향후 동물실험의 대체방법으로 주목받고 있다.

기존까지의 심장 오가노이드 연구는 2D 세포를 균일한 형태로 뭉친 스페로이드(spheroid) 형태의 세포 모델을 사용하거나 조직을 구성하는 개개의 세포들을 각각 조합해 이뤄져 왔다. 또한 심장 질환을 모사하는 연구들도 심근세포 위주의 단일세포로 구성된 오가노이드를 활용하여 유전 질환 중심의 질병 유도를 통한 표현형(phenotype) 변화를 관찰하는 것에 한정됐다. 

넥셀의 심장 오가노이드는 단순한 세포의 조합이 아닌 단일의 hiPSC로부터 자가 조직화를 통해 심근세포, 섬유아세포, 내피세포 등을 차례로 분화시켜 다양한 인간의 심장세포 구성을 재현했다. 허혈성 재관류(Ischemic Reperfusion) 손상을 유도하여 임상 환경에서 발생하는 급·만성 심장 질환(급성 심근경색증, 심장 섬유화)을 재현한 질병 모델을 성공적으로 구축한 것에 차별성이 있다. 

더욱이 구축된 급성 심근경색(AMI) 모델은 심장 세포 사멸, 바이오마커 분비, 기능적 결손, 칼슘 이온 처리 변화 및 박동 특성 변화 등의 특징과 함께 전기 생리학적 이상 또한 효율적으로 재현했다는 게 넥셀 설명이다.

넥셀은 이미 수출 등 제품의 편리한 배송방법을 위해 심장 질환 모델 오가노이드의 동결보존방법도 확립하여 시제품화를 완료했다. 이를 활용해 현재 유럽의 전기 생리학 분야에 권위를 가진 기관과 공동 연구를 진행 중이다. 향후 올해 안에 제품화를 마무리해 2D 세포 상용화에 이어 성공적으로 오가노이드를 시장에 출시, 독성 평가와 신약 후보 물질 스크리닝 분야에 기여할 예정이다. 

해당 논문의 교신저자인 넥셀 우동훈 부사장은 “이번 연구를 통해 다양한 심장 질환을 재현한 오가노이드 개발에 성공하여 동물실험 대체를 위한 새로운 근거를 마련할 수 있게 됐다”면서 “변화하는 생체 외 임상시험 환경에 발맞춰 지속해서 새로운 대안을 제시하는 넥셀이 될 것”이라고 소감을 밝혔다.

한편 넥셀은 최근 코스닥 상장을 위한 예심 심사를 위한 제반 준비를 마무리했으며, 수일 내에 심사 청구를 진행할 예정이다.