난치병 치료, 신약 개발, 의약품 효능 시험 수단 기대
영화 아일랜드에서는 자신과 동일한 DNA를 가진 복제인간을 만들어 이식용 장기 생산에 활용한다. 영화에서처럼 인간 전체를 만들지는 못하더라도 줄기세포를 이용하면 필요한 장기를 제작할 수 있다. 바로 ‘오가노이드(organoid)’다.
세계 10대 유망 기술로 선정된 바 있는 오가노이드는 줄기세포를 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 장기유사체로, '미니 장기', '유사 장기'라고도 한다. 장기를 의미하는 ‘Organ’과 유사하다 의미의 접미사 ‘-oid’가 결합해 탄생한 신조어다. 오가노이드 기술 산업은 이제 움트기 시작한 블루오션시장으로 발전 가능성이 무궁무진하다.
2020년 3월 ‘오간팩토리(김남형 대표)가 힘찬 첫발을 내디뎠다. 오가노이드 기반 미니장기를 만드는 기업 오간팩토리는 오랜 기간 동물바이오신약장기개발사업단 단장을 역임한 김남형 충북대 축산학과 교수가 줄기세포 연구 세계적 권위자 한동욱 박사와 함께 그간 연구 성과를 기반으로 ’인류 건강 복지 구현‘이라는 사명 달성을 위해 창업했다.
오간팩토리는 환자 혈액과 소변에서 채취한 줄기세포를 이용해 맞춤형 미니 장기를 만든다. 이 미니 장기는 인체 장기 구조와 기능을 그대로 재현할 수 있어 난치병 질환 치료는 물론 재생 신약 개발, 그리고 의약품 효능시험에 유용한 수단으로 기대를 모으고 있다.
생산된 미니 장기는 유기체로 크기는 수백 마이크로미터(㎛: 1㎛=100만분의 1m)에서 최대 1㎜로 쌀알 크기로 작다. 하지만, 다세세포로 구성된 조직으로 만들어져 재생 능력과 체내 정착 능력이 뛰어나다. 그만큼 치료 속도는 빠르고 효과도 좋다. 덕분에 임상 위험도는 낮추고 신뢰도는 높일 수 있다.
현재 오간팩토리는 ‘대뇌·중뇌·간’ 등 3개 미니 장기 생산 기술을 보유하고 있다. 특히 기존 기술대비 최소 3배 이상 높은 고효율·고순도 뇌 오가노이드 생산이 가능하다. 오가노이드 뇌의 경우 크기는 아주 작지만 신경세포들이 서로 연결돼 신호를 전달하고 신경전달물질을 만들어내는 등 실제 인간 뇌에서 일어나는 작용을 한다.
이런 기술을 기반으로 오간팩토리는 뇌 오가노이드 분야를 특화해 자폐, 파킨슨 등 뇌 관련 난치병 치료에 집중할 방침이다. 현재 국내·외 소수 기업만이 오가노이트 분야 사업화를 진행하고 있다. 그만큼 고도화된 기술력을 필요로 하기 때문이다. 그렇다면 오간팩토리의 경쟁력은 무엇일까?
먼저 오간팩토리는 오가노이드 기술의 산업화를 위해 오가노이드 초고속·대량 생산 기술도 보유하고 있는 점이다. 기존 기술로는 4개월 이상 소요되는 오가노이드 생산 과정을 30일 이내로 단축할 수 있는 혁신적 기술을 개발했다.
또, 환자 소변·혈액을 이용해 역분화줄기세포를 제작할 수 있는 기술을 확보해 일관성 있는 미니 장기 생산이 가능하다. 여기에 한동욱 교수가 지난 15년간 연구로 쌓아온 독자적인 줄기세포 기술이 더해져 차별화된 경쟁력을 갖췄다.
오간팩토리 기술력은 논문에서도 입증됐다. 오간팩토리는 지난 6월, 세계적인 줄기세포 저널지 ‘Stem Cell’에 오가노이드를 이용한 파킨슨 질환모델 개발 관련 논문 ‘Generation of homogeneous midbrain organoids with in vivo-like cellular composition facilitates neurotoxin-based Parkinson's disease modeling.’을 발표했다. 이는 현재 치료용 모델 시스템이 전무한 파킨슨 질환에 새로운 치료 가능성을 제시했다는 평가다.
게다가 올해 9월에는 기술력을 인정받아 충북창조경제혁신센터 팁스(Tips)프로그램(민간투자주도형 기술창업지원)에도 선정돼 최대 10억원 연구·개발비를 지원받아 시드머니(Seed Money)로 활용할 예정이다.
앞으로 오간팩토리가 생산한 미니 장기는 신약개발, 인공장기 개발 및 질병 치료 및 새로운 약물 발굴에 활용된다. 아울러, 조직(장기)을 대체할 수 있는 데다 장기 이식 목적 및 세포 치료에 이용될 수 있다. 또, 암 및 희귀병을 비롯한 질병 치료를 위한 환자별 모델이 제공할 수 있을 것으로 보인다.
이를 이용한 신약개발도 주목된다. 이와 관련해 차세대 약물 평가 플랫폼 구축에 신약후보물질의 약효 및 독성을 조기에 정확히 예측함으로써 수조원에 달하는 신약개발 비용 및 시간을 절감시킬 수 있을 것으로 기대된다.
김남형 대표는 “앞으로 오간팩토리는 치매나 자폐증 등 뇌질환 치료 관련 오가노이드 연구에 집중할 계획”이라며 “특히, 세계 유명 제약사들이 집중돼 있는 중국에 법인을 설립해 중국을 시작으로 세계적인 기업으로 키우는 게 목표”라고 말했다.
