코로나19 팬데믹 이후, 바이오는 단순한 기술을 넘어 국가 안보에도 직결된다는 것을 확인했다. 특히 미국은 바이오를 산업 일부에서 '바이오이코노미(BioEconomy)'라는 국가 경제 전반의 개념으로 발전시켰다. 한국생명공학연구원은 글로벌 기술패권 경쟁 속에서 혁신의 원동력이 될 바이오 미래유망기술 10가지를 선정했다. 약업신문은 이 중 바이오의약과 관련된 6가지 기술을 집중 조명 한다. <편집자 주>
 

생체 내 면역세포 실시간 분석 기술이 10대 미래유망기술로 선정됐다. 한국생명공학연구원(생명연) 국가생명공학정책연구센터가 최근 2023년 주목해야 할 10대 미래유망기술을 발표했다. 

10대 미래유망기술은 바이오 분야 중 △플랫폼 바이오(기초·기반) △레드바이오(보건의료) △그린바이오(바이오농업) △화이트바이오(바이오화학·환경)를 기준으로 구분됐다. 바이오의약 분야인 플랫폼 바이오와 레드바이오에는 △생체 내 면역세포 실시간 분석 △AI 기반 인공 단백질 설계 △세포 역노화 △개인 맞춤형 암백신 △임상 적용 가능 유전자편집기술 △비침습적 신경조율기술이 선정됐다.

기술 선정은 생명연과 한국과학기술정보연구원(KISTI) 데이터분석본부가 협력해, 위크시그널(Weak Signal) 기법으로 진행했다. 위크시그널 기법은 머신러닝을 기반으로 이슈키워드를 분석하는 객관성과 정확성이 확보된 통계법을 말한다.

김흥열 센터장은 “바이오 미래유망기술 발굴은 자국의 기술 장벽을 높여가는데 다양하게 활용될 것”이라고 전망했다.

'생체 내 면역세포 실시간 분석(In situ immune cell live imaging·sequencing)…몸속에 불을 환하게 켜다'

생체 내 면역세포 실시간 분석은 면역세포의 기능을 실시간으로 관찰하면서, 동시에 관련 유전자의 발현 패턴을 분석하는 기술이다. 

질환별 면역세포의 기능을 분석해 인체 면역 원리에 대한 이해도를 높여줄 이 기술은 목표로 하는 적응증을 정밀한 수준으로 표적 할 수 있게 해준다.

즉, 현재 의약품 개발 시 비임상 및 임상시험에서 나온 결과 값을 통해 추정하고 있는 작용기전(MoA)과 개념증명(PoC)을 실시간으로 훤히 들여다볼 수 있도록 한다는 것이다.
 

△출처:한국생명공학연구원 국가생명공학정책연구센터 '2023년 10대 바이오 미래유망기술 보고서'

생체 내 면역세포 실시간 분석 연구는 미국이 가장 앞서 가고 있다. 미국 예일대학교 안드레스 이달고(Andres Hidalgo) 그룹은 세계 최초로 생체이미징 기술과 유전체 발현 분석 기술의 결합을 통한 면역반응의 해석 결과를 2022년 네이처(Nature) 학술지에 발표했다. 

생체이미징 기술은 고도로 숙련된 기술을 요구함에 따라 진입 장벽이 높고, 이에 따른 미충족 연구 수요가 크다. 현재 글로벌 연구 그룹을 중심으로 유전체 분석기술과 생체이미징을 결합하는 연구가 빠르게 확장하는 추세다. 반면 국내에는 해당 기술에 관한 연구 발표는 전무한 상황이다.

연세대학교 의학과 현영민 교수는 “현재 생체 이미징 기술은 전사체 또는 단백체 분석과 같이 세포 단위에서 비교하는 수준”이라며 “세포 내 유전자 발현에 의한 생화학적 특성을 세밀하게 분석할 수 있는 기술 발전이 이뤄져야 면역방응 실시간 분석이 가능하다”고 전했다.

현 교수는 이어 “생체 내 면역세포 실시간 분석 기술은 면역기전 이해에 새로운 장을 열 수 있다”면서 “이 기술은 현재까지 치료제가 없는 난치성 질환 등의 신약개발 효율성을 높이는 데 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.