국산 오가노이드(인체유사물질) 기술이 소량의 암 환자 검체로 췌장암·담도암 오가노이드를 배양할 수 있는 데다 종양 내 세포  유전적 이질성까지 그대로 유지할 만큼 진보돼 '바이오 아바타'로의 활용 가능성을 제시하면서 맞춤의료에 한 발 더 다가서게 됐다.

그간 검체 양이 적으면 단일세포 유전자 분석(single cell sequencing)을 진행하기 어려웠으나 비수술적으로 채취한 소량의 검체만으로 이제 오가노이드 배양이 가능해졌다. 종양 내 이질성은 암의 재발과 항암치료 내성의 주요 원인으로 작용하기도 해 개인별 맞춤치료를 위해서는 이를 정확하게 분석하는 것이 중요한데, 그 문제도 실마리가 풀렸다. 

오가노이드 기반 신약개발·정밀의료 플랫폼기업 넥스트앤바이오는 19일부터 21일까지 열리는 미국임상종양학회 소화기암 심포지엄(ASCO Gastrointestinal Cancers Symposium)에서 이같은 기술이 담긴 환자 검체 기반 췌장암·담도암 오가노이드 모델 수립 가능성을 확인한 연구 결과를 포스터 발표한다고 19일 밝혔다.

이번 연구는 췌장암·담도암 환자의 검체를 기반으로 한 환자 유래 오가노이드(Patient-Derived Organoid)에서 암세포 검출 및 종양 내 이질성을 분석하는 것을 목표로 분당서울대병원 소화기내과 김재환 교수, 고려대 서민석 교수 연구팀과 공동 진행됐다. 

넥스트앤바이오는 병리학적 소견 상 음성인 검체를 포함해 췌장암·담도암 환자의 검체를 3차원으로 배양해, 오가노이드를 제작했다. 이후 이 오가노이드를 세포 속 여러 DNA 정보를 한 눈에 볼 수 있는 ‘단일 세포 RNA 시퀀싱(Single cell RNA Sequencing)’ 기술을 활용해 분석했다.

배양된 췌장암·담도암 오가노이드 분석 결과, 병리학적 검사에서 악성 세포가 관찰되지 않았던 샘플에서도 악성 종양을 시사하는 유전자를 발현하는 오가노이드가 배양됐고, 암 환자에게서 확인된 종양 내 이질성처럼 오가노이드에서도 이질성이 확인됐다. 

이는 비수술적으로 채취된 소량의 검체만으로도 췌장암·담도암 오가노이드를 배양할 수 있고, 이 오가노이드가 기존 병리학적 검사보다 민감도가 높을 수 있는 가능성을 보여준 것이다. 또 종양 내 세포  유전적 이질성까지 그대로 유지함으로써 바이오 아바타로써 활용 가능성을 확인시켜준 것이다.

연구를 주도한 김재환 교수는 “췌장암은 세포 특이적으로 종양 내 이질성이 다양해 약물에 대한 내성이 생겨 치료 예후가 좋지 않은 질환"이라며 "특히 비수술적 방식으로 검체를 채취할 경우, 검사 조직에 암세포가 충분히 포함되지 않아 병리학적으로 음성 소견이 나타나는 경우도 있다"고 말했다. 

이어 김 교수는 "이번 연구는 비수술적 방식으로 얻은 췌장암·담도암 검체만으로도 오가노이드 모델을 성공적으로 수립했음을 확인했으며, 종양 내 이질성을 분석할 수 있는 분석 파이프라인까지 확립했다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다.

넥스트앤바이오 이현숙 대표는 “이번 연구는 췌장암·담도암 오가노이드를 통해 암세포 검출에 대한 높은 민감도와 뛰어난 종양 이질성 분석 효과를 확인했다는 점에서 큰 의미가 있다”며 “가까운 시일 내 오가노이드가 환자의 바이오 아바타로써 항암제에 대한 반응성이나 내성을 분석하고, 궁극적으로는 최적의 약물을 찾아 내는 맞춤의료 플랫폼으로 개발될 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

한편, 넥스트앤바이오는 오가노이드를 균질하게 생산할 수 있는 표준화 기술을 바탕으로 국내 의료기관과 오가노이드 뱅크를 구축함으로써 오가노이드를 활용한 R&D 생태계를 구축하고 있다. 또한 신약물질 유효성 분석 및 동물 대체분석 서비스, 정밀의료 진단 서비스 및 의료기기 사업 외에도 세포치료제 및 항암신약 개발을 위한 다수의 프로젝트를 진행하고 있다.