日, 원숭이 유전자 DNA칩 최초 개발

- 비용 및 시간절감으로 신규 이윤창출 가능 -

- 기존 방식보다 우수한 효과로 업계 새바람 기대 -

     

 

 

 

    

     

□ 기존보다 성능 월등히 높은 동물실험용 DNA 칩 개발

     

 ○ 일본의 대기업 도레이 사와 신일본과학 사가 합작으로 의학품 개발의 전임상실험(前臨床実験:동물실험)을 보다 효율적으로 실시할 수 있는 새로운 유전자조사기술을 개발했다고 발표했음.

     

 ○ 새로운 조사기술 개요는 원숭이 유전자를 표면에 부착한 신형DNA(데오키시리보핵산)칩을 통해 신약 개발을 위한 후보물질이 인체 내에서 독성으로 작용하는지 혹은 어느 정도 효과가 있는지를 기존보다 훨씬 정밀하게 추정하게 해주는 방식임.

     

 ○ 수많은 신약의 후보물질 중에서 유망한 후보를 골라내는 것이 가능하기에 이후에 실제 인간을 대상으로 한 임상실험에 적용한다면 그 성공률은 현재 수준보다 훨씬 향상된다는 것이 양사의 주장임.

     

신약개발 성공률 향상은 매우 어려운 과제

    

 

□ DNA칩이란

     

 ○ 유전자를 조사하기 위한 소형기구로서 수㎝ 크기 유리기판 등의 위에 병균 DNA의 조각이나 약의 효능에 관한 유전자 조각을 부착함. 여기에 실험으로 사용된 동물에게서 채취한 유전자를 올리는 방식

     

 ○ 이후에 유리기판 위의 유전자 조각과 반응해 빛을 내는 등의 형태로 병에 걸렸거나 약이 어느 정도 효과가 있는지 등을 파악할 수 있음. 일본 시장규모는 50억~70억 엔(600억~900억 원) 정도로 연구 이용수요는 상당히 높은 편임. 세계 전체의 시장규모는 그 10배인 500억~700억 엔(6000억~9000억 원)규모임.

     

도레이에서 개발한 DNA칩

     

 

□ 원숭이 유전자를 이용한 새로운 방식

     

 ○ 신형 DNA칩은 도레이가 개발한 DNA칩에 약을 게잡이원숭이(crab eating monkey : 필리핀, 말레이시아, 인도네시아 서식하는 원숭이)의 CYP유전자 20여 종류를 부착한 구조로 의약품 개발을 위한 전임상실험 전용으로 개발된 DNA칩으로서는 최초임.

     

 ○ 실험방식은 먼저 신약개발을 위한 후보물질을 투여한 게잡이원숭이의 간에서 유전자를 채취해 DNA칩 위에 올림. 칩 위에서 어떤 유전자가 어떤 반응을 하는지를 조사하면 해당 후보물질이 원숭이 체내에서 독성작용을 하는지, 효능이 있는지 등을 판단할 수 있음.

     

 ○ 이번 실험 대상인 게잡이원숭이는 실험용 동물 중에서도 가장 인간 유전자와 닮은 유전자를 다수 보유하고 있다고 평가받고 있어 이전부터 신약 후보물질을 투여해 반응을 조사하는 실험대상으로 사용됐음.

     

실험대상인 게잡이원숭이

     

          

□ 새로운 물질 판정방식의 효과

     

 ○ 일반적으로 약은 간을 통해서 대사되기 때문에 간에서 채취한 유전자를 조사하면 독성반응과 효능을 알 수 있으며, 또한 이러한 유전자를 직접 해석하면 높은 정밀도의 예측이 가능함.

     

 ○ 지금까지는 PCR(유전자증폭기술 : Polymerase Chain Reaction)방법이 일반적으로 사용됐으나 검출되는 유전자 하나하나를 조사하기 위한 시간이 많이 필요하고 또한 신약 대사에 필요한 약 20여 종의 유전자를 조사하는데 10일가량 소요됐음.

     

 ○ 하지만 이번에 개발된 새로운 DNA칩 방식을 이용하면 한 가지 후보물질을 조사하는데 약 2~3일이 소요될 정도로 시간 단축이 가능함. 도레이 사의 DNA칩은 정밀도가 높고 표면에 직경 0.1㎜ 정도의 기둥을 세우고 그 위에 검출용 DNA조각을 올리는 방식임. 작은 기둥 사이에는 소형 유리구슬이 들어 있어 이것이 움직이면서 유전자와 DNA가 섞여 잘 반응하게 됨.

     

부작용 방지 위해 신약 후보물질은 철저하게 조사됨.

    

     

□ 신기술을 이용한 주요 활용방법

     

 ○ 도레이와 일본과학 양사는 이 DNA칩을 신일본과학이 제약회사로부터 수탁받는 개발안건에 사용할 계획임. 의약품개발 성공률을 높이는 열쇠는 전임상실험단계 전까지 신약 후보물질 중 가능성 있는 것만 걸러내는 것임.

     

 ○ 실제로 인간에게 투여해 실험하는 임상실험 단계로 넘어간 이후에 부작용이 생기거나 치료효능이 확인되지 않는 등의 이유로 실험이 중지되면 그 동안의 시간과 노력, 개발비용 등이 모두 수포로 돌아가는 큰 손실을 입게됨.

     

 ○ 이처럼 전임상실험의 성공여부는 아주 중요한 자료로 인식되며 도레이와 신일본과학은 신형DNA가 이러한 역할을 충분히 해낼 것으로 기대함. 신약 후보물질의 치료효과는 대규모 임상실험을 실시하지 않으면 알 수 없고 사전예측은 매우 어려움.

     

 ○ 독성반응 여부와 효능 등 신약의 기본작용을 전임상실험 단계에서 파악할 수 있다면 임상실험단계로 넘어간 다음 문제가 생겨 실험중지가 되는 후보물질을 사전에 대폭 걸러낼 수 있게 됨.

     

수많은 실험과정을 거쳐야만 신약으로 시장에 출시

    

 

□ 시사점

     

 ○ 2000년부터 2008년까지 일본내 의약품개발 현황을 살펴보면 전임상실험을 거쳐 임상실험단계를 최종 통과한 신약 후보물질은 전체의 58%로 무려 절반에 가까운 후보물질은 독성반응을 일으키거나 효능부족으로 실험도중 중지가 돼버렸음.

     

 ○ 기존 DNA칩은 정밀도가 떨어져 기능이 불안정하기 때문에 의악품 개발에 그다지 사용되지 않았지만 도레이와 신일본과학은 이번 DNA칩이 산업계에 새로운 흐름을 가져올 것으로 기대하며 해외기업 대상으로도 의악품개발 전용칩으로서 인지도를 높여갈 계획임.

     

 ○ 미국, 독일과 함께 의학분야 강국의 면모를 지켜오는 일본이 의약품개발의 열쇠로 작용하는 임상실험 성공률을 크게 끌어올리면서 실험중지로 야기되는 비용까지 절감시킬 수 있는 DNA칩을 개발해냄으로 전 세계 의약품산업에 새바람을 일으킬 수 있을지가 향후의 큰 관심사항임.

    

 

 자료원 : 일본경제신문, 요미우리신문, 후지산케이, KOTRA 도쿄KBC 등