| 초록 |
1. 분석자서문 오가노이드 배양 기술을 통해 환자의 암세포를 in vitro에서 높은 성공률로 3D 배양한 것이 암 오가노이드이다. 암 오가노이드는 원발암 세포의 유전적, 형태적 성질을 유지할 수 있고, 종양 내 비균질성을 재현할 수 있다. 때문에, 기존의 세포주 기반 신약개발 스크리닝 플랫폼에 비해 암 환자에 대한 실제 약물 반응을 반영할 수 있고 PDX(patient-derived xenograft, 환자 유래 이종이식) 모델에 비해 경제성과 효율성을 담보하고 있다. 이 분석에서는 전임상시험 모델 및 신약개발 플랫폼으로서의 임상적 중개 가능성을 지닌 암 오가노이드의 기술적 중요성과 그 장단점에 대해 논의하고자 한다[1]. 2. 목차 1. 서론 2. 암(종양) 오가노이드 3. 개념 증명 단계 4. 암 오가노이드의 주요 평가 4.1. 암의 유전적, 표현형적 실제 특징을 반영 4.2. 종양 내 비균질성의 유지 4.3. 약물 반응 4.4. 유전형질과 약물 반응의 상관관계 4.5. 시료 수에 관한 문제 4.6. 다양한 증식률 4.7. 정상 세포의 과다 증식 4.8. 기질세포 및 면역세포 4.9. 바이오뱅크 구축을 위한 노력 4.10. in vitro 및 환자 대상 약물 반응 비교 4.11. 환자 유래 오가노이드를 활용한 치료 선택 결정 5. 결론 및 분석자 의견 항암제 개발은 환자 암세포의 핵심 요소들을 재현할 수 있는 모델 시스템이 없어 어려움이 많았다. 암 오가노이드는 기존의 세포주 기반 신약개발 스크리닝 플랫폼에 비해 암 환자에 대한 실제 약물 반응을 반영할 수 있다. 현재, 암 오가노이드를 전임상시험 모델로서 활용할 수 있는 지, 중개성을 검증하는 시도들이 진행 중이다. 약물 스크리닝 시험 모델로서 암 오가노이드의 중요성은 생체모방 장기 칩 기술의 발전과도 무관하지 않다. 미국 국립보건원(NIH)에서 3D 인체 조직 모델 개발에 1,500만 달러의 연구비를 지원한다고 밝혔다(NIH news 2017. 9. 13.). 이는 미세유체 기술 기반 생체모방 장기 칩(Lab-on-a-chip)에 관한 연구 지원을 포괄하는 것이다. 인체생리학에 근접한 약물 시험 플랫폼 개발의 주안점은 다중 장기간 상호 관계, 관류 시스템을 통한 지속적인 실시간 약물 반응 모니터링, 정량적 계측 정보의 손쉬운 확보에 있다. 세포 수준에서 인체 생리활성을 구현하기 위해 구성된 생체모방 장기 칩은 스페로이드 세포 및 오가노이드 배양 기술과의 접목으로 보다 더 정확한 약물 반응 예측이 가능한 모델 플랫폼으로 진화할 것이다. 물론 암 오가노이드와의 융합연구 개발도 활발해질 것이다. References 1.Weeber, F., et al., Tumor Organoids as a Pre-clinical Cancer Model for Drug Discovery. Cell Chem Biol, 2017. 2.Hay, M., et al., Clinical development success rates for investigational drugs. Nat Biotechnol, 2014. 32(1): p. 40-51. 3.Clevers, H., Modeling Development and Disease with Organoids. Cell, 2016. 165(7): p. 1586-1597. 4.Sato, T., et al., Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature, 2009. 459(7244): p. 262-5. 5.Drost, J., et al., Sequential cancer mutations in cultured human intestinal stem cells. Nature, 2015. 521(7550): p. 43-7. 6.Li, X., et al., Oncogenic transformation of diverse gastrointestinal tissues in primary organoid culture. Nat Med, 2014. 20(7): p. 769-77. 7.Matano, M., et al., Modeling colorectal cancer using CRISPR-Cas9-mediated engineering of human intestinal organoids. Nat Med, 2015. 21(3): p. 256-62. 8.Nadauld, L.D., et al., Metastatic tumor evolution and organoid modeling implicate TGFBR2 as a cancer driver in diffuse gastric cancer. Genome Biol, 2014. 15(8): p. 428. 9.Gao, D., et al., Organoid cultures derived from patients with advanced prostate cancer. Cell, 2014. 159(1): p. 176-87. 10.Wilding, J.L. and W.F. Bodmer, Cancer cell lines for drug discovery and development. Cancer Res, 2014. 74(9): p. 2377-84 ※ 이 자료의 분석은 부산대학교 의과대학의 이승준님께서 수고해주셨습니다. |
