오가노이드, 신약개발 시 비용‧기간 높은 동물 실험 대체
기초 바이오 R&D-감염병-재생의료 등 다양한 분야 적용
[의학신문·일간보사=정광성 기자] 오가노이드 모델이 코로나19로 인해 감염병 연구에 활발히 사용되며 2027년에는 시장 규모가 약 3조 8000억 원에 이를 것으로 예상되는 가운데 오가노이드가 감염병 등 기초 연구에서 뿐만 아니라 약물 개발과 독성 평가, 재생의료 분야 등 개인 정밀 의료 산업에서도 중요한 위치를 차지할 것이라는 전망이 나왔다.
임창임 서울대 생화학 박사는 최근 BRIC View 동향리포트를 통해 ‘뇌 오가노이드 연구동향과 비즈니스 전망’에 대해 이같이 예상했다.
오가노이드는 미니장기 또는 유사장기 라고도 부르며, 일반적으로 줄기세포를 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 장기와 유사한 세포 구상체로, 신약개발 및 질병치료와 인공장기 개발 등 다양하게 활용할 수 있는 것으로 알려져 있다.
생명공학정책연구센터의 자료에 따르면 전 세계적으로 오가노이드 시장은 연평균 20%를 상회하는 성장률을 보이고 있으며, 2027년에 약 3조 8000억 원에 이를 것으로 전망하고 있다.
임 박사는 이 같은 오가노이드 시장 성장의 비결 중 하나로 코로나19로 인한 감염병 연구에 오가노이드 모델을 활발히 사용하는 데 힘입은 것으로 평가했다.
그는 “오가노이드는 현재 기초 바이오 R&D, 감염병 병리학, 재생의료, 약물독성 및 효능평가, 맞춤의약 등에 활용되고 있다”며 “특히 기초 바이오 R&D 및 질환 연구 분야에 오가노이드를 가장 많이 활용하고 있다”고 밝혔다.
실제 인사이트 파트너스 자료에 따르면 오가노이드 시장에서 기초 바이오 R&D 분야가 2019년 약 29%의 점유율을 보이고 있으며, 2027년에는 시장의 약 30.4%를 차지할 것으로 예상했다.
또한 감염병 병리학, 발달생물학, 질병기전 연구 등에 많이 활용되고 있으며, 조직공학과 재생의학 개발 및 임상연구에서의 활용 외에도 후보물질 탐색, 약물 독성 효능평가 및 맞춤의약에 사용될 것으로 예측됐다.
특히 항암치료제 등 약물 스크리닝의 경우 오가노이드 플랫폼 기술이 동물 실험과 같이 고비용, 장기간 소요되는 신약개발 구조 개선에 기여할 수 있을 것으로 평가했다.
BCC Research의 생체 기관별 오가노이드에 관한 글로벌 시장분석 보고서에 따르면, 뇌 오가노이드가 다른 생체 기관에 비해 비교적 높은 성장률을 보일 것으로 예상했는데, 임 박사는 “다른 생체 기관에 비해 연구 및 약물 개발을 위한 시료 접근성이 비교적 낮기 때문”이라고 설명했다.
아울러 국내 뇌 오가노이드 특허 동향을 살펴보면 주로 뇌 오가노이드의 제조 및 스크리닝 방법에 관한 것으로 ‘탈세포화된 뇌조직 매트릭스 기반 뇌 오가노이드 배양용 조성물 및 이의 제조방법’, ‘뇌 오가노이드 제조 방법’, ‘특정 전자기파 처리를 통한 효율적 3D 중뇌 유사 오가노이드 제조 방법’ 등이 있었으며 출원인으로 연세대, 고려대, 가톨릭대 등의 대학 산학협력단으로 나타났다.
이와 같은 상황을 바탕으로 임창임 박사는 “전 세계 오가노이드 시장은 점유율 만큼이나 그 의미가 크며, 다양한 질환의 기전 규명, 감염병 등 기초 연구와 약물 개발, 독성평가 등 개인 정밀 의료 산업에서도 중요한 위치를 차지할 것”이라며 “특히 질환 연구와 약물 독성 평가, 신약 개발 등에 뇌 오가노이드 모델이 활발히 활용될 것”이라고 전망했다.
이어 “뇌 오가노이드 분야는 다양한 뇌 질환 기전 연구와 약물 스크리닝 및 신약 개발 등을 위한 좋은 모델임에 분명하다”며 “하지만 국내 연구는 아직 초기 단계로 관련 지식재산권 범위 역시 제조‧스크리닝 방법에 치중돼 있어 향후 유전자 편집 기술 도입 등 고도의 핵심 기술을 마련해야 할 것”이라고 조언했다.