삼성바이오·오가노이드사이언스·멥스젠 등 주목
사진=제미나이
미국 식품의약국(FDA)이 신약개발 과정에서 동물실험을 대체할 기술에 대한 규제 가이드라인을 처음으로 제시했다. 유력한 대체 기술로 꼽히는 오가노이드나 생체조직칩(조직칩) 기반 약물 평가 서비스를 추진하는 오가노이드사이언스와 삼성바이오로직스, 멥스젠 등의 시장 진입 속도가 빨라질 수 있다는 전망이 나온다.
20일 제약바이오 업계에 따르면 FDA는 지난 18일(현지시간) 동물실험을 대체하기 위한 지침 초안을 내놓으면서 동물실험의 단계적 폐지를 도울 중요한 이정표가 될 것이라고 밝혔다.
지난 2022년 미국 조 바이든 대통령이 서명한 2023 통합세출법은 동물실험 없이도 의약품의 신규 허가를 진행할수록 허가했다. 80년 만에 식품의약품화장품법을 개정해 그 근거를 마련한 조치였다. 당시 업계에서는 당장 동물실험 없이 신약 개발 절차가 이뤄지긴 어렵다는 의견이 많았다. 유망 대체 기술들이 유해성 또는 안전성을 판별할 만큼 고도화되지 않았다는 평가였다.
바이든 정부의 서명 이후 3년여 만에 나온 이번 FDA 지침에는 동물실험의 폐지를 도울 신규 접근법이 입증해야 할 권고사항이 포함됐다. 크게 △사용 맥락 △인체 생물학적 연관성 △기술적 특성 규명 △목적 부합성 등의 측면에서 타당성을 검증받아야 한다.
또 신규 접근법으로는 △오가노이드나 조직칩 등과 같은 3차원(3D) 모델 △컴퓨터 시뮬레이션 또는 분자(인실리코) 모델링 △제브라피시 또는 예쁜 꼬마선충과 같이 계통학적으로 하등한 동물들을 사용한 실험 등이 언급됐다.
학계에 따르면 FDA가 언급한 신규 접근법 중 첫 번째 항목을 제외한 나머지 항목들은 동물실험 데이터를 온전히 대체하기엔 더 많은 논의가 필요하다는 분석이 나온다.
컴퓨터 시뮬레이션이나 분자 모델링 등의 기술이 인공지능(AI)을 기반으로 고도화됐지만 체내 투약 관점에서 실험을 통해 입증되지 못하는 만큼 분명한 한계가 존재할 수밖에 없다. 또 하등한 동물과 고등 동물 사이 생체 내 현상의 복잡도는 비교할 수 없을 만큼 크다. 이 역시 규제적으로 정립되기에는 논쟁 여지가 다른 기술에 비해 상당히 많을 것이란 설명이다.
이와 달리 첫 항목에 포함된 오가노이드는 동물실험을 대체할 가장 유력한 기술로 줄곧 언급돼왔다. 오가노이드는 3차원(3D)으로 특정 생체 조직과 유사한 환경과 기능을 모사한 세포의 집합체다. 일례로 간암 환자의 세포를 직접 채취해 오가노이드로 구성한 다음, 여기에 약물을 뿌리면 투약 전에 독성 여부나 부작용 발생 가능성 등을 예측할 수 있다. 이론적으로 환자 맞춤형 약물 평가가 가능하다는 것이 업계 중론이다.
오가노이드사이언스는 9종의 오가노이드 기반 약물 및 화장품 신소재 평가 서비스를 출시했다. 사진=오가노이드사이언스 및 제미나이
국내에서 오가노이드 기반 약물 평가 서비스를 처음 시도한 기업은 오가노이드사이언스였다. 이 회사는 질환별 독성 효능평가 플랫폼인 '오디세이'를 출시해 그 활용 영역 확장에 힘을 모았다.
그 결과 오가노이드사이언스의 항암 신약 효능 평가 플랫폼 '오디세이 Onc'를 통한 평가 데이터와 동물실험 데이터를 종합해 미국에서 임상 1상에 진입한 물질도 배출됐다. 현재는 바이러스 감염 테스트를 위한 '오디세이 Vir' 등 9종의 서비스로 세분화하는 데 성공했다.
지난해 6월 삼성바이오로직스도 '오가노이드 삼성' 서비스를 개시했다. 이 회사는 암환자 유래 오가노이드를 활용해 항암 신약의 기능이나 독성 스크리닝에 초점을 맞추고 있다. 이를 바탕으로 위탁개발생산(CDMO) 서비스를 통한 임상 1상 진입 가능성을 높인다는 구상이다.
조직칩은 오가노이드와 쌍벽을 이루는 약물 평가 기술로 꼽힌다. 생체조직칩은 세포나 조직을 칩 위에 올려 생리적 환경을 모사한 시스템을 말하며, 학계에서는 '미세생리시스템(MPS)'으로도 부른다.
국내에서는 멥스젠이 2021년 8월부터 국내외에서 △혈액뇌관문(BBB)용 'MEPS-BBB' △신생혈관 'MEPS-ANG' 등을 출시하며 관련 시장에 뛰어들었다. 이 회사는 지난해 8월 산업통상자원부의 '첨단 바이오의약품 비임상 유효성 평가 기술 및 제품 개발' 과제를 수주해 10여 개 국내 대학·기관과 공동 연구를 수행하고 있다.
물론 이들 신규 기술들도 넘어야 할 산이 있다. 동물실험 대체 기술 업계 관계자는 "비임상 동물실험에서 투약 방법이나 용량, 오프타겟률(엉뚱한 곳에 작용해 부작용을 일으키는 비율) 등도 분석하는데 생체 밖에서는 이런 것을 분석하기 어렵다"고 지적했다.
그러면서 이 관계자는 "질환별로 다르겠지만 상호보완적으로 동물실험과 함께 쓰이는 논의로 확장될 것"이라며 "산업계가 관련 사례를 시도하는 횟수를 늘려 현장에서 쓰일 수 있는 지침이 되도록 논의를 심화시켜야 한다"고 말했다.