오가노이드 ‘핵심소재’ 개발 배양환경 최적화-표준화

수입에 의존하던 소재 ‘국산화’로 글로벌 상용화 도전

▲대웅제약 용인 연구소의 연구원들이 연구에 몰두하고 있다.

대웅(대표 윤재춘)은 산업통상자원부 주관 2024년도 소재부품기술개발 과제에 재생의료 분야의 핵심 기술로 평가받는 ‘오가노이드 재생 치료제 대량 생산 기술 개발’ 과제로 선정됐다고 밝혔다.

13일 대웅에 따르면 오가노이드란, 우리 몸 속 장기를 모방해 만든 3차원 형태의 조직으로, 세계적인 관심을 모으고 있다. 

이 오가노이드를 환자의 손상된 조직이나 장기 재생에 사용하는 것을 ‘오가노이드 재생 치료제’ 이다. 

주로 심장, 간, 신장 등 주요 장기나 조직의 기능이 손상된 환자에게 적용돼 장기 재생을 돕고, 치료가 어려운 난치병 치료에 활용될 수 있다. 

이러한 측면에서 오가노이드는 ‘인체 장기의 축소판’으로 불리며, 손상된 생명을 되살리는 ‘재생 의료의 혁신’이라고 평가받는다.

이번 과제는 총 3개의 세부 과제로 이루어져 있다. 

1세부 과제는 고품질 오가노이드 재생치료제 대량 생산을 위한 핵심 소재 및 배양 용기 개발을 목표로 하며, 2세부 과제는 고품질 오가노이드 재생치료제 생산 실시간 모니터링 및 품질평가용 핵심 부품 개발에 집중한다. 

마지막으로 3세부 과제는 고품질 오가노이드 재생치료제 대량 생산 자동화 공정 기기 개발을 다룬다. 이 중 대웅은 1세부 주관기업의 총 책임 기관이자, 3개 세부 과제 전체를 총괄한다.

현재 오가노이드의 생산 과정에서 몇 가지 문제점이 존재한다. 먼저 오가노이드는 3D 구조로 자라기 때문에 영양소와 산소 등 성장에 필요한 요소들을 고르게 공급할 수 있는 환경이 요구된다. 

그러나 기존 배양 용기는 구조가 단순하거나 설계의 다양성으로 인해 표준화된 환경을 제공하기 어려워, 이를 해결할 수 있는 전용 배양 용기의 필요성이 대두되고 있다. 또한 3차원 배양 환경에 필요한 세포외 기질, 특수 성장인자, 첨가물 등의 핵심 소재 대부분을 수입에 의존하고 있어 국산화가 필요한 상황이다.

더불어 오가노이드의 제조 공정은 대부분 수작업에 의존하고 있어, 작업자에 따라 품질에 편차가 발생하고 고품질 오가노이드를 안정적으로 대량 생산하는 데 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 자동화 및 표준화된 공정 개발이 요구되고 있다.

대웅은 본 과제의 총괄 기관으로서 1세부, 2세부, 3세부 연구팀 간의 긴밀한 협력과 원활한 과제 수행을 이끌어갈 예정이다. 과제의 체계적 진행과 성과 도출을 위해 분기별 정기 회의와 연구 세미나를 통해 연구 상황을 심도 있게 점검하며, 협력 기관들의 연구 역량을 독려하고 뒷받침할 계획이다.

또한 1세부 과제의 주관 기업으로서 대량 배양을 가능하게 하는 배양 용기, 고품질의 세포외 기질(ECM), 성장 인자, 첨가물 등 ‘핵심 소재’ 개발을 목표로 성장 호르몬 등 단백질 및 화학 물질을 제공해 연구를 지원하고, 소재의 성능 평가를 통해 상용화 가능성을 검증한다. 

더불어 2세부·3세부 과제와 협력해 배양 환경을 자동으로 관리하고 특수 배지와 시약의 정밀 분배가 가능한 ‘자동 생산 공정’을 개발해, 실시간 품질 모니터링과 데이터 분석으로 오가노이드 성장을 최적화하고 생산성과 품질을 향상시킬 계획이다.

대웅은 국내 바이오 신약 1호인 당뇨병성 족부궤양 치료제 ‘이지에프외용액’을 시작으로 보툴리눔 톡신 ‘나보타’, 골형성 단백질(rhBMP-2) 탑재 골대체재 ‘노보시스’ 등 바이오 기술을 접목한 혁신 제품들을 개발해왔다. 

또한 줄기세포 연구 개발 경험을 보유하고 있으며, 고품질의 첨단 바이오의약품 생산이 가능한 GMP 인증 용인 바이오센터를 운영하고 있다. 세포 치료제 분야에서 높은 전문성과 풍부한 경험을 갖춘 연구 인력 또한 본 과제의 성공적인 추진에 기여할 것으로 기대된다.

유지민 대웅제약 바이오R&D센터장은 “이번 프로젝트는 재생의료 산업의 게임 체인저로서 고품질 오가노이드의 대량 생산을 가능하게 할 것”이라며 “대웅은 이번 과제를 통해 단순히 기술 개발에 그치지 않고, 오가노이드 재생 치료제의 글로벌 상용화를 앞당길 계획이다. 이를 통해 전 세계적으로 급성장하는 재생의료 시장에서 경쟁력을 확보하고, 국내 바이오 산업의 자립도를 높이는 데 기여할 전망”이라고 덧붙였다.