차바이오그룹 뉴스룸

3차원으로 만든 장기유사체

오가노이드(Organoid)란 장기를 뜻하는 ‘Organ’과 유사함을 뜻하는 접미사 ‘-oid’를 합쳐서 만든 신조어로, 실험동물 또는 인체에서 유래한 만능줄기세포 또는 성체줄기세포를 이용해 3차원으로 증식을 유도한 장기유사체다.

2009년 네덜란드 후브레히트 연구소의 한스 클레버스(Hans Clevers)가 성체 장 줄기세포를 체외 배양해 소장을 만들어 처음 ‘오가노이드’라는 명칭을 사용하기 시작했다. 이후 배양 기술이 발전하면서 뇌, 망막, 폐, 위, 간 등 다양한 장기 유래 오가노이드가 만들어졌다.

<오가노이드를 구성하는 세포를 확대한 모습>

질병 연구와 신약개발에 활용

오가노이드는 실제 장기와 유사한 세포구성과 구조를 지니고 있어 조직내 세포 간 상호작용, 세포 이동, 약물 분포 등 복합적인 정보를 알 수 있다. 최근에는 오가노이드에 병원체나 약물을 주입하는 방식으로 ▲질환 모델링 ▲질병 매커니즘 연구 ▲신약개발 플랫폼 구축 등 다양한 분야에서 응용하고 있다.

특히 바이오의약품 분야에서는 동물 대상의 임상시험 대신 인간 장기와 유사한 환경을 가진 오가노이드를 활용해 윤리적 문제를 해소하고 환자 개인 맞춤형 치료제를 개발할 수 있게 됐다.

차바이오텍도 오가노이드 재생치료제를 개발을 지원하고 있다.

차바이오텍에서 스핀오프(Spin-off)한 기업 ‘오가노이드사이언스’는 오가노이드 기반 재생치료제와 신약∙건강기능식품∙화장품 등 신소재 효능 평가 모델을 개발하고 있다. 오가노이드사이언스는 2025년 3월 기업공개(IPO) 공모에 나서며 코스닥 시장 상장에 도전한다.

2023년에는 차바이오텍이 재생의료용 세포치료제 개발기업 셀인셀즈와 연골질환 오가노이드치료제 CDMO 계약을 했다. 해당 계약으로 차바이오텍은 셀인셀즈에 제공할 고품질 오가노이드 재생치료제 개발용 줄기세포의 세포은행을 구축하고 있다.

상용화 위해 기술 개발 필요

글로벌 오가노이드 시장은 연평균 23.1% 성장해 2033년에는 시장 규모가 207억 달러에 이를 것으로 예상된다.

오가노이드 기술은 지난 10년 동안 빠르게 발전해왔지만 아직 장기를 대체할 수준으로 모든 기능을 재현하지 못한다는 한계가 있다. 또, 실제 장기처럼 대사 과정을 거치지 않아 대사산물이 축적돼 수명이 짧다.

앞으로 생체 내 구조와 기능을 가능한 충실하게 재현할 수 있는 복잡한 모델을 설계하고, 세포 간 상호 작용을 연구하기 위해 다세포∙다조직 구조를 가진 오가노이드를 개발하는 것이 필요하다.

※ 참고자료

1. 오가노이드 기술의 활용 및 미래, 한국바이오협회 <바이오이코노미 브리프 Issue 186>, 2024.04
2. 오가노이드, 식품의약품안전평가원 <식의약 R&D 이슈 보고서>, 2023.03