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기술동향

동물 실험 대체법으로서 인간 줄기세포를 이용한 약물 개발 현황 및 전망

  • 등록일2022-06-29
  • 조회수384
  • 분류기술동향 > 레드바이오 > 의약기술

 

 

동물 실험 대체법으로서 인간 줄기세포를 이용한 약물 개발 현황 및 전망

 

◈ 목차

1. 서론

2. 본론

 2.1 신약 개발 과정의 개요

 2.2 동물 실험을 대체하기 위한 노력

 2.3 줄기세포

 2.4 약물 개발 과정에서 줄기세포 - 약물 후보 물질 발견

 2.5 약물 개발 과정에서 줄기세포 - 독성 실험

3. 결론

4. 참고문헌

 

 

◈본문


요약문


새로운 약물을 개발하는 과정에서 신약 후보 물질을 발견하고, 발견된 물질의 효능과 안정성을 측정하기 위해 실시하는 동물을 이용한 실험은 매우 중요하다. 하지만, 이러한 동물 실험은 보통 시간이 많이 소요되고, 비용이 상당할 뿐만 아니라 실시하기 전 단계에서 고려해야 할 사항과 그에 따른 규제도 많으며, 무엇보다도 동물의 생명에 대한 대중의 윤리 의식이 고조되면서 윤리적인 이유로도 약물을 개발하는 입장에서 가장 피하고 싶은 단계일 수 있다. 이를 대체하기 위한 연구자들의 노력은 계속되고 있다. 동물 실험 대체법으로서 제안되고 있는 다양한 방안 중 근래에 가장 주목을 받는 것이 인간 줄기세포를 이용한 접근 방식이다. 정상 및 종양 유래 줄기세포는 약물 후보물질의 발견 과정에서 스크리닝 수행을 위한 플랫폼 역할을 하며, 독성 및 효능 연구에서 동물을 대체할 모델 시스템을 제공할 수 있다. 특히 최근의 유도 만능 세포를 활용한 연구는 세포를 기반으로 한 요법의 적용 범위를 확장해 인간의 장기를 더 잘 모방할 수 있는 시스템을 개발할 수 있게 하여 동물 실험을 보완, 감소 및 대체하고 있다.



1. 서론


오늘날 동물을 대상으로 한 실험은 의학, 수의학 및 기초 생물 의학 연구 및 약물 후보 물질 개발과 새로운 물질의 전임상 독성 및 안전성 연구에 널리 활용된다 (그림 1A). 연간 7,500만에서 1억 마리의 척추동물이 다양한 목적으로 연구 및 테스트에 사용되며, 생쥐와 쥐는 가장 흔히 사용되는 동물이다 (그림1B).


그림1. 동물이 이용되는 분야와 이용되는 동물 종의 분포 [1]

그림1. 동물이 이용되는 분야와 이용되는 동물 종의 분포 [1]


특히 신약을 개발하는 과정에서 전임상의 약리학 및 독성학 시험은 인간 생리학과 병태생리학을 이해하기 위해 중요한 과정일 뿐 아니라, 전 세계의 규제 기관들에서 필수적으로 요구하는 사항이기도 하다 [2]. 하지만, 동물을 이용한 전임상 실험은 1) 요구되는 비용과 시간에 비해 테스트할 수 있는 물질의 수와 농도가 제한적이며, 2) 인간의 신체 내에서의 반응을 동물의 결과로부터 유추하는 것에 한계가 있고, 3) 다른 생명체에 인위적으로 육체적 또는 심리적 고통을 주는 것은 비윤리적이라는 것 등의 이유로 종종 비판에 직면한다. 여전히 토끼, 쥐, 개, 원숭이를 포함한 수많은 동물이 실험을 목적으로 전 세계적으로 사용되고 있지만 그 숫자는 지난 수년에 걸쳐 감소하고 있다(Speaking of research, Understanding animal research 홈페이지 참조).


꼭 윤리적 관점이 아니더라도 인간에 적용하기 위한 화학 물질을 동물을 대상으로 테스트하는 것에는 몇 가지 단점이 있다. 그중 가장 중요한 것은 인간과 동물의 해 부학, 신진대사, 생리학 및 유전학의 차이가 인간에서의 질병의 이해와 인간의 약물에 대한 독성 반응을 예측하기 위해 실시되는 동물 실험의 신뢰성을 크게 제한한다는 것이다. 또한, 인위적으로 가해지는 동물에 대한 위협은 실험자가 아무리 주의를 기울여서 실시하더라도 동물의 스트레스를 유발하여 의도치 않은 생리학적 및 호르몬 표지의 변화를 유발하는 것으로 알려졌으며, 결과적으로 실험 결과에 영향을 미칠 수 있다 [3]. 최근 보고서에 따르면 동물 실험을 통해 안전하고 효과적인 것으로 보이는 후보 의약품 10개 중 9개가 인간에의 적용이 부적합하다는 발표가 있다. 부적합한 동물 모델을 이용해 결코 신약으로 개발될 수 없는 약물을 연구한 실패는 인류의 의학적 발전을 저해할 뿐 아니라 자원을 낭비하고 가장 위험하게는 임상 시험 지원자의 건강과 안전을 위협하는 결과를 초래할 수 있다는 점에서 큰 문제이다.

 

 

...................(계속)

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