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‘세포기반 전달 기술의 고도화’ 신약 개발의 새로운 인플루언서

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오늘 유명 인플루언서는 새로운 영상을 찍고서 너무나 기분이 좋았다. 이젠 업로드만 하면 누구나 다 볼 수 있다는 기대감과 또 사람들에게 즐거움을 선사할 수 있다는 행복감에 업로드를 진행하려 했지만, 네트워크 연결 문제가 발생해 당분간 영상을 올릴 수 없게 되었다. 빠르게 그리고 원하는 플랫폼에 이 영상을 올려야 하는데 문제가 발생하자 유명 인플루언서는 하루를 다 망친 기분이 든다. 정말 열심히 찍은 영상인데 올릴 수 없다는 사실이 너무나 화가 나는 하루다.

최근에 우리는 영상 및 이미지 같은 정보들을 다양한 형태의 플랫폼에 업로드를 하여 많은 사람들과 공유하고 다양한 기회를 창출하는 시대에 살고 있다. 앞선 인플루언서의 이야기처럼 새롭게 만든 영상을 온라인에 업로드하여 많은 사람들과 공유하는 일은 이젠 평범한 일상처럼 느껴질 정도이다. 하지만 이러한 정보 공유가 인터넷이라는 네트워크를 이용한 전달되는 기술이 발전하지 않았다면 실현되기 힘들었지도 모른다.  

새롭게 개발되는 약물도 우리가 원하는 표적에 정확하고 효율적으로 전달하는 기술이 점차 중요해지고 있다. 일상적으로 우리가 병원을 찾게 되었을 때 먹는 알약은 우리 몸 속에 흡수되어 혈관을 통하여 순환하다가 질환 부위에서 작용을 하고, 다른 정상적인 부위에서는 독성이 최소화된다고 알려진 저분자 화합물의 형태이다. 현재까지 개발된 저분자 화합물 기반의 약물은 다양한 치료 효과를 보이면서 인류의 삶을 증진시키는데 기여를 했지만, 부작용 문제 그리고 효능이 없는 질환에 대해서는 멈춘 인터넷 상태와 유사하다.

바이오 분야에서 전달 기술이라 함은 저분자 화합물, 유전자, 펩타이드, 단백질 그리고 세포를 표적 생체 조직 또는 세포에 전달하는 기술들을 의미한다. 전통적인 저분자 및 생물학적 기반 약물은 전신으로 순환되어 약물이 전달되거나 생체 내에서 약물이 지속적으로 유지될 수 있는 전달 기술이 사용되어 왔다. 하지만 최근에는 항체, 펩타이드, 유전자 및 세포 치료제와 같은 새로운 개념의 약물들이 개발되고 있고 이러한 신규 약물들의 경우 표적의 특이성 및 안정성을 확보할 수 있는 새로운 접근법이 필요하게 되었다. 이러한 신약 개발의 흐름에 따라 다양한 형태의 약물을 전달하기 위한 새로운 기술 개발이 시도되고 있으며,  종양 및 파킨슨병 등과 같은 질환에서 세포를 이용한 표적 약물 전달 연구가 시도되면서 세포를 활용한  전달 기술이 새로운 약물 전달 플랫폼으로 주목받고 있다.

세포 기반 전달 기술의 경우 세포가 특정 환경에서 표적 부위에 이동하는 생리적인 특성을 이용한 방법이다. 적혈구 및 면역세포를 이용한 전달 기술은 약물을 세포 소기관 및 세포막에 부착시켜 세포를 약물 수송체로 이용하는 전략을 활용하는 전달 기술로 안정적으로 항암제를 전달하거나 표적 특이적으로 전달하기 위한 방법이다. 또한 세포 자체에서 약물이 생성되는 전략을 이용하는 경우도 있다. 고려대학교 배준범 교수 연구팀에서는 중간엽줄기세포가 종양 내부로 이동하는 특성을 활용하여 암미세환경의 변화를 유도하는 특정 약물을 생성하여 종양 내부로 암 세포 살해 능력을 가지는 T-세포의 이동을 유도하는 전달 기술 전략을 수립하고, 종양 환경에서만 특이적으로 약물을 생성하고 안전성이 확보된 효과적인 기술을 고도화하기 위한 연구를 진행 중이다.

또한 최근 주목받고 있는 세포 기반 전달 기술은 박테리아를 활용한 기술이다. 특정 암에서 박테리아가 이동하는 특성과 박테리아가 숙주를 감염시키기 위해 사용되는 미세주사기 시스템을 활용한 기술들이 그 예이다. 박테리아의 대사 경로를 활용하여 종양 환경 특이적으로 약물을 전달할 수 있는 기술은 합성생물학 연구 발달과 더불어 암 치료를 위한 전달 기술로 잠재력이 있다고 평가받고 있다. 또한 박테리아 주사기를 활용하여 표적 세포에 약물을 전달할 수 있는 기술도 단백질 및 펩타이드 기반의 약물을 전달할 수 있는 새로운 전달 방식이다. 이처럼 세포를 이용한 약물 전달 기술은 표적 부위에 세포가 이동하는 특성에 주목하여 발전되고 있는 기술로 합성 신약, 항체 그리고 유전자 치료제를 전달할 수 있는 새로운 개념으로 고도화된 세포 제작 기술이 필요한 분야이다.

전 세계적으로 유전자 및 세포 치료제에 대한 경제·산업적 측면에서 커다란 성장 가능성이 예측되고 있으며, 감염병 예방을 위한 백신 및 항체 기반 신약도 주목받으면서 국내에서도 우수한 약물이 활발하게 개발되고 있지만, 표적에 안정적으로 전달하는 기술은 현재 개발이 미흡한 상황이다. 이러한 상황에서 국민의 건강 증진이라는 가치를 실현하기 위하여 한국생명공학연구원에서는 전달 기술 고도화를 위한 워킹 그룹을 운영하면서 전달 기술에 대한 연구 및 기술을 발굴하고, 신약 개발 연구와 연계하여 고도화된 약물 전달 기술을 수립하기 위한 연구 네트워크를 구축해 나가고 있다. 이러한 연구 네트워크를 통하여 최근에는 백신 및 약물 전달을 위한 박테리아 및 면역 세포를 이용한 전달 기술에 대한 연구 개발 가능성을 확인하고 있어, 앞으로 새로운 전달 기술 개발을 위한 연구가 진행될 수 있을 것으로 기대된다.

유명 인플루언서가 흥미로운 영상을 확보하여도 대중에게 전달할 수 없으면 가치를 잃는 것처럼, 국내에서 활발하게 연구 개발되고 있는 다양한 형태의 신약들에 대한 적합한 전달 기술 개발의 부재는 오랜 노력 끝에 개발한 혁신적인 신약을 연구실에만 묵혀두는 것 같다. 따라서 새롭게 개발되는 약물에 따른 세포 기반 전달 기술 연구는 임상에 성공적인 진입뿐만 아니라 독성으로 인해 신약으로 개발이 실패한 후보 약물에 대한 효능과 안정성을 확보하기 위한 새로운 전략을 제시할 수 있는 약물 전달 플랫폼으로 활용될 수 있다.  

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