최근 과학기술은 빠르게 발전하고 있으나, 신약개발 성공률은 되레 감소하고 있다. 이는 인간에게 곧바로 신약 연구를 할 수 없다는 점과 일차 실험 대상인 동물과 인간의 종간 차이, 개인별 유전과 질환 특성 등의 간극이 크기 때문이다. 이 한계를 극복할 대안으로 오가노이드가 각광받고 있다. 특히 넥스트앤바이오, 오가노이드사이언스, 강스템바이오텍의 약진이 눈에 띈다.

한국생명공학연구원 정책연구센터에 따르면 오가노이드 시장 규모는 지난 2019년 약 7800억원 규모로 집계됐고, 오는 2027년까지 3조8000억원 규모에 이를 것으로 전망됐다. 이는 매년 약 20%씩 초고속 성장을 나타내는 수치로 오가노이드가 바이오 분야의 중대한 축으로 자리 잡을 것이라고 평가되는 이유다.
 

 
오가노이드는 인체 외에서 만들어진 3차원 조직 모사체를 말한다. 오가노이드는 인체 장기의 기능을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 장기에서 발생할 수 있는 암 또는 다양한 질환이 유발되거나 특성을 띠는 조직 모사체로도 제작될 수 있다. 즉, 오가노이드는 현재 나의 장기를 완벽히 복사해 낼 수는 없지만, 내 장기의 작은 부분(조직) 정도는 복사해 낼 수 있다는 것.

현재까지 생명공학 기술의 한계로 작용했던 부분을 오가노이드가 해결사 역할을 하면서, 산업계에서도 오가노이드 시장을 잡기 위해 발 빠르게 움직이고 있다.

넥스트앤바이오는 다양한 질환 환자로부터 오가노이드를 개발해, △신약개발 △환자 맞춤형 약물 처방 △개인 정밀의료 등의 오가노이드 플랫폼을 구축하고 있다.

넥스트앤바이오는 현재 췌장암, 폐암 등 주요 고형암 종의 환자 조직을 기반으로 오가노이드를 제작하고, 이를 사용해 다양한 항암제 개발을 위한 약물발굴를 진행 중이다. 특히 넥스트앤바이오는 기존 오가노이드 기반 항암제 개발에서 한계였던 종양미세환경까지 모사한 '오가노이드 온어 칩' 분야에서도 성과를 내고있다.

넥스트앤바이오는 지난달 개최된 미국임상종양학회 소화기암 심포지엄(ASCO Gastrointestinal Cancers Symposium)에서 환자 검체 기반의 췌장암·담도암 오가노이드 모델 수립 가능성 입증 결과를 포스터로 발표했다.

포스터에 따르면 배양된 췌장암·담도암 오가노이드 분석 결과, 병리학적 검사에서 악성 세포가 관찰되지 않았던 샘플에서도 악성 종양과 연관된 유전자를 발현하는 오가노이드가 배양됐다. 이는 암 환자에게서 확인된 종양 내 이질성처럼 오가노이드에서도 이질성이 확인된 것이다.

다시 말해, 기존 악성 종양을 확인하기 위해 비수술적 방식으로 채취한 조직의 양으로는 유전자 분석(single cell sequencing) 등, 정확한 판별이 어려웠다. 그러나 비수술적 방식으로 채취한 적은량의 조직으로 오가노이드를 만들어 다양한 유전자 분석과 악성 종양을 보다 정확하게 할 수 있는 가능성이 제시됐다는 의미다.

오가노이드사이언스는 오가노이드 기반 첨단재생치료제를 개발하고 있다. 또한 오가노이드 기반 첨재생치료제 플랫폼 `ATORM`과 오가노이드 기반 신약 후보물질 발굴 및 약물 평가 플랫폼 `ADIO`를 구축했다.

오가노이드사이언스의 오가노이드 기반 첨단재생치료제 주력 파이프라인은 장 오가노이드와 침샘 오가노이드며, 특히 장 오가노이드(ATORM-C)는 전임상시험이 마무리돼, 임상 1상 진입 가시권에 들어왔다.  

또한 오가노이드사이언스는 지난해 7월 산업통장자원부 주관의 ‘오가노이드 재생치료제 상용화를 위한 품질 검증기술 고도화 및 평가 플랫폼 개발’ 과제의 주관기관으로 선정돼, 4년간 총 34억원 내외의 연구자금을 지원받는다. 이를 통해 오가노이드사이언스 사업의 가속도가 붙을 전망이다.

강스템바이오텍(대표 나종천)도 줄기세포 기술력을 기반으로 오가노이드 연구에 매진 중이다. 강스템바이오텍은 지난해 9월 국제 학술지 아이사이언스(iScience)에 인체세포 유래 피부 오가노이드 연구 결과를 게재했다.

해당 연구는 강스템바이오텍과 서울대학교 강경선 교수 연구팀이 인체 피부와 동일한 형태의 인체세포 유래 피부 오가노이드를 구현하고, 이를 이용한 아토피성 피부염 질환 모델을 확립한 결과다.

강스템바이오텍에 따르면 개발에 성공한 피부 오가노이드는 정상피부조직과 동일한 구조와 기능을 가진다. 특히 표피층, 진피층, 모낭, 피지샘, 멜라닌세포, 신경세포, 피하지방조직까지 구현됐다. 이는 실제 피부와 거의 동일한 수준이다.

강스템바이오텍은 향후 피부 오가노이드를 기반으로 탈모, 미백, 피부재생 등과 관련된 유효물질 효능 및 기전 연구에 활용할 스크리닝 서비스 등 오가노이드 사업을 진행할 계획이라고 밝혔다.

이외에도 오가노이드 기업 셀인셀즈와 줄기세포 특화 기업 테고사이언스, 바이오솔루션, 넥셀, 입셀 등도 오가노이드 관련 사업에 매진 중이다.