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신약개발관련 3차원(3D) 환경독성검사

전문가 제언: ○ 본문은 신약개발에서 합성 세포외 기질(sECM)을 사용하는 삼차원법(3D법)으로 환경독성을 평가하는 방법에 관한 것으로, sECM기술의 본질과 그 잠재용도의 스펙트럼을 기술한다. 천연세포외 기질(ECM)은 공유와 비공유 분자상호작용으로 결합된 단백질과 글라이코사미노글라이칸(GAG)의 삼차원(3D) 비 균질 집합체로 구성되어 있다.

○ 신약시험지망자의 20% 이상이 간독성 때문에 3단계 인체임상시험에서 실패하므로, 신약개발은 그 효과와 아울러 독성시험으로 귀결된다. 독성학은 의약품이나 화학물질이 인체에 미치는 유해한 작용을 연구하는 학문으로서, 인간 건강과 생태계 건전성에 미치는 영향을 다루는 환경독성학과 관련된다.

○ 2D에서 배양된 간세포를 사용하는 세포독성 측정으로 급성간독성은 정밀하게 나타내지만, 생체 내 반응성 독성에 대한 생체활성화 때문에 실패하는 약물(~40%)은 확인이 되지 않는다. 이 특이체질독성은 3기 임상시험 때까지 전혀 검출되지 않으며, 동물시험이 화학이물질을 생체활성화 하는 유일한 생체 내 방법이다. 동물시험을 통과하는 화합물의 80%는 아직도 임상시험에 실패한다.

○ 항암제 개발에 주로 사용되고 있는 종양 모델인 2차원(2D) 세포배양법은 암세포가 단일층(monolayer)으로 배양되어 주변세포와의 접촉이 극히 제한된다. 실제상황에서는 인체 내의 대부분의 암세포는 3차원 종양을 형성하여 서로 밀접하게 접촉하고 상호 작용한다.

○ 현재 우리나라의 환경호르몬, 즉 내분비계 장애물질 생태영향 정밀조사 표준 매뉴얼에는 2D 배양법을 사용하고 있다. 2D법은 인간 체내의 실제 환경을 나타내지 못하므로 신약의 환경독성을 보다 정밀하고 효율적으로 검사하기 위해서는 보다 개량된 모델, 즉 3D모델이 필요하다. 본문과 같이 ECM 성분에서 ECM을 재구성하는 화학적으로 다루기 쉬운 3D 시스템을 발견하였으므로 앞으로 점차 개선된 방법 채택이 용이하게 될 것이다.

저자: Prestwich, GD; AF Prestwich, Glenn D.
자료유형: 학술정보