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뇌종양 치료제 개발 및 효능 검사를 위한 체외 플랫폼 개발

맞춤형 약물 후보군 발굴 등에 이용될 수 있을 것으로 기대

윤병기 기자 | 기사입력 2021/12/01 [12:00]

뇌종양 치료제 개발 및 효능 검사를 위한 체외 플랫폼 개발

맞춤형 약물 후보군 발굴 등에 이용될 수 있을 것으로 기대

윤병기 기자 | 입력 : 2021/12/01 [12:00]

【후생신보】 뇌로 이물질이 침입하는 것을 막는 혈관-뇌 장벽. 뇌 기능에 필수적인 물질만 출입을 허용하기에 뇌질환 치료제의 투과도 까다롭다. 
 

때문에 치료제 후보물질들의 혈관-뇌 장벽 투과능 및 치료 효과를 검증하기 위해 혈관-뇌 장벽 등을 모사한 플랫폼이 필요한 실정 이었다.

 

그 가운데 동물모델이나 배양접시 바닥에 평면형태로 형성된 세포배양 모델이 아닌 입체적인 장기 칩 형태로 혈관-뇌 장벽을 모사한 연구결과가 소개되었다.  
 

한국연구재단(이사장 이광복)은 김홍남, 최낙원 박사(한국과학기술연구원), 이강원 교수(서울대학교) 공동 연구팀이 건국대학교 나승열 교수와 협력하여 혈관-뇌 장벽을 모사한 체외 플랫폼을 선보였다고 1일 밝혔다. 

 

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 기능성 재료 분야 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced functional materials)에 11월 5일 온라인 게재되었다.
 

혈관-뇌 장벽 칩을 이용한 뇌종양 연구와 치료제 발굴, 효능 검사 등을 위한 실마리가 될 것으로 기대된다.

 

연구팀은 혈관-뇌 장벽을 구성하는 3종 세포(뇌혈관 세포, 성상교세포, 혈관주위세포)를 하이드로겔 기반으로 공배양하여 실제와 유사한 혈관-뇌 장벽을 칩 상에 구현하고, 여기에 3차원 형태의 뇌 암세포를 함께 배양하여 실제와 유사한 암 미세환경이 모사된 뇌종양 모델을 구현했다.

 

이를 통해 이들 3종 세포가 존재할 경우 뇌 암세포가 주변 조직으로 침윤하는 특성과 항암제에 대한 약물 저항성이 커지는 것을 알아냈다.  


나아가 혈관-뇌 장벽을 개방시키는 약물, 진토닌과 만니톨을 이용하여 일시적으로 혈관-뇌 장벽을 개방시켰을 때, 혈관-뇌 장벽 비투과성 항암제의 전달 효과가 증대되는 것을 통해 이 모델을 검증했다. 

 

김홍남 박사는 “사람과 상이한 약물반응을 보일 수 있는 동물모델이나 실제 암 미세환경을 모사하기 어려운 암세포 단독 세포배양 모델보다 높은 신뢰도로 약물의 반응결과를 얻을 수 있을 것”이라며“환자 유래의 세포를 이용하여 환자 개인별로 약물 반응을 예측하고 약물 조합군을 찾아내는 개인맞춤의학(personalized medicine)에도 응용될 수 있을 것”이라고 내다봤다. 
 

한편 연구팀은 이번 연구에서 뇌 암 세포주를 이용했지만 추후  정상인 및 환자에서 확보한 세포를 이용해 장기 맞춤형 특징을 모사한 모델로도 이용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

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