(왼쪽부터) 고려대 의대 융합의학교실 조일주 교수, 연세대 생명공학과 조승우 교수, 경북대학교 전자공학부 신효근 교수. [사진=고려대 의대]

국내 연구팀이 뇌 오가노이드의 전기신호를 실시간으로 측정해 투여한 약물의 효과를 직접 분석할 수 있는 차세대 약물 검증시스템을 개발했다. 개인 맞춤형 뇌질환 치료제 후보를 빠르게 검증하는데 기여할 것으로 기대된다.

고려대 의대는 26일 조일주 융합의학교실 교수와 조승우 연세대 생명공학과 교수, 강훈철 세브란스어린이병원 소아신경과 교수, 신효근 경북대 교수 연구팀이 이 같은 시스템을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 소아 뇌전증 환자의 줄기세포로 제작한 뇌전증 오가노이드 모델을 만들었다. 그런 다음 이 오가노이드에 ‘미세유체’ 칩을 장착했다. 미세유체는 좁은 채널을 통해 소량의 유체를 이동시키는 기술이다. 이 칩은 오가노이드에 약물을 투여하는 역할을 한다. 최대 두가지 약물을 각각 5단계 농도로 정밀 투입할 수 있다.

약물의 효과는 뇌세포의 신경 신호 반응으로 직접 판단할 수 있다. 연구팀은 “이를 통해 약물이 실제로 환자에게 효과가 있는지 즉각적으로 확인할 수 있다”며 “기존에 간접적이고 시간이 오래 걸리는 평가방식을 근본적으로 바꿀 수 있다”고 설명했다.

시스템은 최대 10개의 뇌 오가노이드를 동시 배양할 수 있다. 기존에 여러 번 반복해야 했던 수십가지 약물 및 농 도 조건을 한번에 실험할 수 있는 것이 장점이다. 신약 개발 과정에서 시간과 비용을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 삼성미래기술육성사업과 보스턴코리아 공동연구지원사업의 지원을 받았다. 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 지난 12일 공개됐다.

조일주 교수는 “서로 다른 약물을 동시에 테스트하며 반응을 실시간으로 측정하는 고속 스크리닝 기술을 구현했다”며 “개인 맞춤형 뇌질환 치료제를 개발하는데 기여할 것”이라고 밝혔다.