[데스크 시선] 대체 동물실험과 R&D 혁신 교두보

[데일리팜=노병철 기자] 의약품·식품·화학물질을 포함한 다양한 산업분야에서 전통적인 동물실험에 대한 생명윤리 문제가 화두로 떠오르고 있다. 이에 전 세계적으로 대체동물시험을 촉진하기 위한 관련 법안들이 속속 등장하고 있는 모습이다. 미국은 2022년 말 FDA 현대화법 2.0을 통해 신약 개발 과정에서 전통적인 동물실험 없이 현대적인 방법으로 전임상 시험이 가능하도록 했으며, 올해 FDA 현대화법 3.0에 대한 논의를 시작하면서 대체동물실험 촉진을 위한 노력이 가속화되고 있다.

한국도 글로벌 흐름에 맞춰 최근 국회에 동물대체시험 개발 촉진 법안이 발의되는 등 동물실험을 줄이기 위한 노력에 동참하고 있으며, 유럽도 마찬가지로 의약품 개발 과정에서 새로운 대체 시험 방법들을 도입하고, 이를 지원하기 위한 관련 법안을 채택하고 있는 모습이다. 이렇듯 글로벌 차원에서 대체동물시험 촉진을 위한 노력이 이어지는 가운데, 현대적인 대체 시험 방법으로 손꼽히는 오가노이드 기술이 크게 주목을 받고 있다.

오가노이드(organoid)는 인간의 줄기세포나 전구세포를 사용해 특정 장기의 구조와 기능을 3차원적으로 모사한 미니어처 형태의 인공 장기다. 오가노이드는 실제 장기와 유사한 시험 환경을 연구원에게 제공하며, 세포 간 상호작용과 조직 특유의 구조를 재현할 수도 있다. 이는 2차원 세포 배양 방식에 비해 훨씬 더 정교한 연구 모델로서 활용되고 있으며, 질병 연구나 신약 개발, 독성 평가 등에서 새로운 시험 방법으로 평가받고 있는 기술이다.

대체동물시험에서 오가노이드가 특히 주목받는 이유는 전통적인 동물실험의 한계를 극복하는데 유용하기 때문이다. 기존 동물 모델 실험은 생명윤리의 문제를 넘어 인간과의 구조적, 생리적 차이로 인해 제한적인 예측력을 가지고 있다. 반면에 오가노이드 모델은 인간의 세포를 사용하기 때문에 연구 과정에서 더욱 정확한 결과 데이터를 획득하기에 유리하다. 이는 신약 개발 과정에서 시간과 연구비용을 절감시켜줄 뿐만 아니라, 실제 임상시험의 성공률을 높이는 혁신적인 모델이라는 것을 의미한다. 이에 글로벌 제약사들은 전임상 시험 과정에서 선제적으로 오가노이드 모델을 도입해 활용하고 있다.

대표적으로 글로벌 제약사인 로슈(Roche)는 간암과 같은 특정 질병 연구에서 오가노이드를 활용해 약물의 효과와 독성을 평가하고 있으며, 머크(Merck)는 종양 오가노이드 모델을 활용해 새로운 항암제를 테스트하고 있는 것으로 알려져 있다. 이외에도 아스트라제네카(AstraZeneca)와 글락소스미스클라인(GSK)은 각각 폐 오가노이드 모델과 뇌 오가노이드 모델을 활용해 호흡기 질환 치료제와 신경질환 치료제 개발을 이어가고 있다.

이처럼 오가노이드는 단순히 동물을 대체하는 시험 방법인 것을 넘어, 신약 개발의 정확성과 효율성을 높이는 차세대 전임상 시험 방법으로 자리를 잡아가고 있다. 현재 국내에서는 JW중외제약이 선도적으로 전임상 과정에서 오가노이드 모델을 적극적으로 도입해 활용하고 있는 기업으로 평가받고 있다. JW중외제약은 최근 미국 텍사스주에서 열린 미국 피부연구학회에서 탈모치료 후보물질 JW0061에 대한 전임상 연구 결과를 발표했다. 이날 JW중외제약은 학회 참가 업체 중 유일하기 피부 오가노이드 모델을 활용한 전임상 데이터를 발표해 크게 주목 받았다. 학회에 참석한 JW중외제약은 기존 탈모치료제 대비 Wnt 표적 탈모치료제 JW0061의 모낭생성·모발성장 우위성을 입증하는 연구결과를 발표했다.

JW중외제약이 공개한 연구결과에 따르면 인간의 두피에서 JW0061이 모낭을 생성하는지 예측하기 위해 피부 오가노이드 모델을 활용해 전임상 시험을 진행했으며, JW0061과 표준치료제(Standard of Care Drug)를 각각 피부 오가노이드에 각각 처리하는 시험을 진행했다. 세부적으로는 JW0061이 표준치료제에 비해 약물 처리 5일째, 10일째 기준 모낭 수가 각각 7.2배, 4.0배 많다는 모낭생성 효능 시험 데이터를 확인했다.

오가노이드 플랫폼을 활용한 국내외 제약바이오기업들의 선도적 노력과 글로벌 트렌드에 힘입어 우리나라 보건당국도 다양한 각도에서의 지원·육성책을 준비 중인 부분도 고무적이다. 식품의약품안전처는 지난달 최근 화두로 떠오르고 있는 동물대체시험법을 선제적으로 도입해 국제 시장에서 선구자 역할을 수행하겠다는 뜻을 내비쳤다. 그동안 식약처 독성평가연구부는 자체적으로 동물대체시험법을 개발하고, 이를 국제 표준시험법으로 승인 받는 등의 성과를 이뤄왔다.

이런 배경 속에서 독성평가연구부는 올해 상반기 새로운 평가법 마련을 위해 국제협력을 추진하기도 했다. 식약처 평가원은 OECD, UN ODC와 협력해 프로젝트를 추진, 그 결과 지난 4월 2개 표준 작업제안서가 OECD 신규 개발 프로젝트로 채택됐다. 하반기에는 오가노이드 국제표준화 선점을 위해 국가기술표준원과 협업해 심포지움 등을 진행할 예정이다. 동물실험을 하다 보면, 동물에게는 문제가 없던 독성이 사람에게는 나타나는 경우가 있지만 오가노이드를 이용하면 실제로 몸에서 문제를 일으키는 독성 성분들이 모두 검출되는 장점이 있다.

그렇지만 아직까지 오가노이드 실험이 동물실험을 완벽히 대체할 수 없는 만큼 동물실험에서는 전체 독성을 보고, 오가노이드는 장기별 독성을 판단하는 등 상호보완적 관점에서의 장점 활용이 주류일 것으로 전망된다. 아울러 식약처는 지난 21대 국회에서 마치지 못한 동물대체시험법 관련 법안 제정도 재추진할 계획이다. 제약바이오기업들의 오가노이드 혁신기술과 보건당국의 관련 육성법안 등 민관 공동의 노력으로 동물 생명윤리 실현과 차세대 신약 개발 효율성을 높이는 전기가 마련되길 기대해 본다.