넥셀 연구실/사진제공=넥셀[이승준 기자] 인간유도만능줄기세포(이하 hiPSC) 유래 오가노이드 전문 기업 넥셀은 인간의 심장 세포 구성을 재현한 hiPSC 유래 다세포 구성 심장 오가노이드 개발과 이를 활용해 동물시험 대체 약물 효능 평가 심장 질환 모델 구축에 성공했다고 2일 밝혔다. 이 연구결과는 국제 학술지인 'Cell Death & Disease'에 지난 1일 게재됐다.

오가노이드는 생체 외 환경에서 배양을 통해 사람의 장기 구조와 같은 조직을 구현하는 것으로 '장기 유사체'라고도 불린다. 이를 통해 신약 개발 과정에서 후보물질의 안전성 및 유효성 평가가 가능해 향후 동물실험의 대체방법으로 주목받고 있다.

기존까지 심장 오가노이드 연구는 2D 세포를 균일한 형태로 뭉친 스페로이드(spheroid) 형태의 세포 모델을 사용하거나 조직을 구성하는 개개의 세포들을 각각 조합해 이루어졌다. 또한, 심장 질환을 모사하는 연구들도 심근세포 위주의 단일세포로 구성된 오가노이드를 활용해 유전 질환 중심의 질병 유도를 통한 표현형(phenotype) 변화를 관찰하는 것에 한정됐다.

하지만 넥셀의 심장 오가노이드는 단순한 세포의 조합이 아닌 단일의 hiPSC로부터 자가 조직화를 통해 심근세포, 섬유아세포, 내피세포 등을 차례로 분화시켜 다양한 인간의 심장세포 구성을 재현했다. 

또 허혈성 재관류(Ischemic Reperfusion) 손상을 유도해 임상 환경에서 발생하는 급.만성 심장질환(급성 심근경색증, 심장 섬유화)을 재현한 질병 모델을 성공적으로 구축한 것에 차별성이 있다고 회사측은 설명했다. 구축된 급성 심근경색(AMI) 모델은 심장 세포 사멸, 바이오마커 분비, 기능적 결손, 칼슘 이온 처리 변화 및 박동 특성 변화 등의 특징과 함께 전기 생리학적 이상 또한 효율적으로 재현했다고 소개했다.

넥셀은 이미 수출 등 제품의 편리한 배송을 위해 심장질환 모델 오가노이드의 동결보존방법도 확립해 시제품화를 완료했다. 이를 활용해 현재 유럽의 전기 생리학 분야에 권위를 가진 기관과 공동 연구를 진행 중이다. 올해 안에 제품화를 마무리해 2D 세포 상용화에 이어 성공적으로 오가노이드를 출시해 독성 평가와 신약 후보물질 스크리닝 분야에 기여할 예정이다.

해당 논문의 교신저자인 우동훈 넥셀 부사장은 "이번 연구를 통해 다양한 심장질환을 재현한 오가노이드 개발에 성공해 동물실험 대체를 위한 새로운 근거를 마련할 수 있게 됐다"면서, "변화하는 생체 외 임상시험 환경에 발맞춰 지속적으로 새로운 대안을 제시하는 넥셀이 될 것"이라고 밝혔다.

한편 넥셀은 최근 코스닥 상장을 위한 예심 심사를 위한 제반 준비를 마무리했고 수일 내에 심사 청구를 진행할 예정이다.