장기 간 상호 연계 작용과 그로 인해 발생하는 독성물질에 대한 인체 전반에 걸친 독성을 평가할 수 있는 새로운 시스템이 국내에서도 본격 개발된다.
특히 이 신기술은 분자 스크리닝 기술과 오믹스 기술 등을 접목, 많은 실험동물과 막대한 비용이 들던 기존 독성평가기술의 문제점을 대폭 보완할 것으로 기대된다.
비임상시험 연구 · 서비스 분야 정부 출연연구기관인 안전성평가연구소(소장.이상준.KIT)는 식품의약품안전처가 추진하는 ‘다장기 상호연계독성평가사업단’의 본격 출범을 알리는 현판식을 25일 연구소 내에서 개최했다고 밝혔다.
사업단에는 주관 기관인 KIT를 비롯해 국내 대학 및 기업 등 총 5개 참여기관이 참여하고 있으며, 향후 3년간 40억 원의 연구비를 지원받아 다장기 상호연계독성평가기술 개발에 나선다고 KIT는 덧붙였다.
인체에 독성물질이 노출될 경우, 일차적으로는 간, 신장 등의 표적장기에 직접 독성을 유발하지만, 차츰 타 장기 손상으로 이어지고, 이러한 장기손상이 증폭되는 과정을 거치게 된다.
실제로 독성물질은 체내에서 위장관, 흡수 후 순환기계 통과 과정중에 장기 손상, 염증반응을 일으키며 전신 또는 타 장기의 손상을 증폭시키는 것으로 보고된다. 이러한 독성물질에 의한 장관 내 경계벽 손상은 또, 내독소(endotoxin)라 불리는 독성물질의 흡수를 촉진시킴은 물론 이러한 내독소가 전신 순환할 경우 특정 장기의 독성물질 감수성은 증폭되는 것으로 알려져 왔다.
그러나 기존의 동물실험을 통한 독성평가는 특정 장기에 국한돼 있어 장기 상호간의 독성 증감을 반영하기 어려운 점이 있었다. 이에 따라 유관 학계 내에서는 특정 독성물질에 노출 시 발생하는 장기 간 상호연계 작용과 그로부터 상승되는 체내 독성 작용을 전반적으로 반영할 수 있는 세포 모델의 독성평가 시스템이 필요하다는 주장이 제기돼 왔다.
다장기 상호연계 독성평가란, 이처럼 생체가 독성물질에 노출될 때 생기는 장기 간 상호연계 작용과 그로 인하여 증가되는 독성물질에 대한 감수성을 종합적으로 반영하는, 즉 독성물질에 의한 인체 위해 영향을 종합적으로 판단하는 시스템 독성평가 기술을 말한다.
최근 들어서는 분자스크리닝 기술과 오믹스 기술을 접목, 독성물질에 대한 분자적 기전을 규명하고, 장기 상호간 독성물질 감수성 변화를 예측, 평가할 수 있다는 점에서 기존 동물모델 독성평가의 단점을 대폭 보완한 ‘녹생성장기반 첨단독성평가기술’로 부각돼 왔다.
이런 이유에서 유럽 등에서는 장기 간 연계독성을 평가할 수 있는 다양한 시스템을 앞다퉈 개발중에 있으며, 이를 반영하듯 이 분야 논문 및 특허가 급증하는 추세다.
이 같은 상황에서 사업단은 인체독성을 반영하는 다장기 상호연계독성평가 시스템 구축을 시작으로, 향후 10종 이상의 독성물질에 대한 타킷 장기 발굴과 대체시험법 개발, 유전체 및 단백체, 대사체 기반 바이오마커 개발과 향후 예측 모델 구축 및 응용체계 확립을 목표로 하고 있다.
사업 첫 해인 올 한 해 동안에는 독성물질의 전신흡수와 독성증폭에 관여하는 세포들, 예를 들어 간, 신장, 혈관 내피 및 대식 세포 등에 대한 이종 세포 동시 배양 시스템 개발과 세포배양액 이동활용기술 등을 통해 기존 동물 실험을 대체할 수 있는 통합적인 다장기 상호연계 독성예측평가 기술 개발에 나선다.
사업단 정문구 단장(KIT 선임부장)은 “이번 기술은 신약후보물질에 대한 신속․정확한 독성예측은 물론 신약개발과정에서의 비용절감, 동물실험 폐기물감소 등의 다양한 효과를 기대할 수 있는 최첨단 독성연구 분야”라며 “사업단의 성공적 운영을 통해 국내 독성평가기술이 국제적 트렌드를 주도할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
[조재용 기자 : hkperss@naver.com]
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