KoNIBP 재단법인 국가생명윤리정책원 (KOREA NATIONAL INSTITUTE FOR BIOETHICS POLLICY)

〇 플라스틱 칩 내에 인간장기의 소형(miniature)모델을 개발하고 있는 연구자들은 초기(nascent)기술을 동물모델을 대체할 수 있는 수단으로 광고하고 있음. 그 목표에서는 멀리 떨어져 있지만, 거대 제약회사들이 약물 개발에 이러한 체외시스템을 이용하는 양상이 뚜렷해지기 시작함.

3개 제약회사와 컨소시엄을 구성하여 신장칩에 약물을 시험하고 있는 바이오테크롤로지회사의 공동창립자는 “제약회사의 관심을 얻어 기쁘며, 우리가 예상했던 것 보다 더 빨리 상용화될 것”이라고 밝힘. 지난 주 열린 세계장기칩학술대회(Organ-on-a-Chip World Congress)에서는 연구자들이 심장이나 간처럼 인간장기와 동일한 방식으로 약물과 질병에 반응하는 장기의 소형모델을 발표함.

장기칩 지지자들은 페트리접시에 키운 세포의 편평한 층보다 더 현실적인 인체모델이라고 밝힘. 또한 약물 개발 및 시험에 있어서 동물모델보다도 더 유용할 수 있다고 함. 예를 들어 폐칩은 세포의 단일층으로 구성되어 있으며, 한쪽 면은 혈액 같은 배지, 다른 한쪽 면은 공기에 노출되어 있음. 호흡하는 것처럼 보이는(mimic) 팽팽히 잡아당기고(stretches) 압축하는(compresses) 기계에 연결하여 사용함.

일부 회사는 질병에 이환된 장기를 모방한(mimic) 칩을 개발하고 있지만, 대부분은 여전히 기존 약물이 칩에서 건강한 인간조직처럼 반응을 보이는지를 시험하고 있음. 칩이든 그렇지 않든, 모든 신약은 안전을 위해 건강한 사람에게 시험되어야 하는데, 체외장기를 이용하는 것은 이러한 단계를 없애거나 단축시킬 수 있음. 칩은 약물이 효과적이면서 동시에 안전한 용량을 정확히 찾아내는데 도움이 된다고 함. 규제자들이 그러한 자료를 받아들인다면, 그 방법은 회사들이 임상시험의 일부를 건너뛸 수 있도록 허용해줄 수 있을 것이라고 함.

다른 연구자들은 장기칩을 동물모델과 인간의 차이를 밝히는데 이용하고 싶어 함. 스위스의 한 제약사 직원은 약물 중 하나가 쥐에게 간종양을 야기한다는 것을 발견하는데 그러한 비교가 유용했다고 함. 이 제약사는 간종양을 유발하는 기전이 설치류에게만 나타나며 인간대상연구를 막아서는 안 된다고 주장하는데 인간의 체외모델과 쥐의 간에서 나온 데이터를 이용함.

그러나 일부 이용자들은 광고가 현실을 앞지르고 있다는 것을 우려함. 위험 요소(danger)는 높아진 기대에 부응하지 못하면 제약회사는 그 기술을 금지할 것이라는 사실임. 맞춤의료(personalized medicine)에서 유전체(genomics)에 이용하는 것을 기대하고 있다고 함. 제약회사는 실용적이어야 하며, 그 칩이 동물을 갑자기 대체할 것이라고 기대해서는 안 된다고 함.

망설여지는 이유는 다음과 같음. 세계장기칩학술대회에서 많은 발표자들은 그들의 장기모델이 인간장기와 동일한 방식으로 약물에 반응한다고 증명함. 심장모델이 아드레날린을 투여한 이후 속도가 빨라지는지 확인하기 위해 시험됨. 하지만 그 시험은 장기 기능의 모든 복잡한 특징(full complexity)을 포착하지 않았으며, 칩은 장기가 내분비 및 면역체계로부터 오는 복합적인 신호를 제어하는 기능을 되살리는 것을 힘겨워함.

다장기칩을 이용하여 기존 약물을 시험한다고 해도 효과를 입증하기는 어려움. 연구자들이 무엇을 찾아야 하는지를 잘 모르기 때문임. 예를 들어 진통제의 잠재적인 간독성은 잘 특징지을 수 있지만, 다른 장기가 그 약물에 어떻게 반응하는지는 알기 어려움.

그럼에도 불구하고, 많은 제약회사들은 투자를 정당화하기 위해 장기칩이 이미 충분히 발전되어 있다고 말함. 그리고 정부 규제자들도 관심을 가지고 있음. 미국 국립중개과학발전센터(NCATS; National Center for Advancing Translational Sciences)는 이번 가을에 칩의 이용에 대하여 과학자, 제약회사, 규제자들과 함께 논의할 계획임. 센터는 온전한 ‘신체칩’을 개발하는 것과 관련된 각각 다른(different) 장기나 시스템을 개발하고 있는 11개의 연구팀에 기금을 지원하고 있음.

기사: http://www.nature.com/news/organs-on-chips-go-mainstream-1.17977