[KOSEN PICK] 세계를 바꿀 주인공 '첨단 바이오'
2023-09-11
관리자
세계 최대 규모의 종합 바이오 행사인 ‘바이오 인터내셔널 컨벤션’. 올해 바이오 USA 2023에는 전 세계 85개국에서 1만 8000여 명이 다녀갔습니다. 바이오의 중요성이 여실히 드러났는데요. 특히 우리나라는 주최국인 미국에 이어 다음으로 최대 참여 인원을 기록했습니다. K-바이오의 가능성을 보여준 자리가 됐을 것으로 기대합니다.
한국바이오협회 관계자는 “한국관을 찾은 기업 수가 작년보다 늘어났다. 이는 한국의 바이오 기술 및 기업에 관한 관심과 가치가 높아졌음을 의미한다”고 밝혔습니다.
팬데믹 이후 바이오(BIO)의 중요성이 증가하고 있습니다. 최근에는 인공지능(AI), 디지털 등 첨단기술과 접목하며 혁신제품이 개발되고 있어 바이오산업은 미래를 이끌 성장 동력으로도 기대가 높습니다.
정부는 내년 세계 최고 수준을 지향하는 혁신 R&D에 10조 원을 투자할 방침입니다. 국가 전략기술은 올해보다 6.3% 증가한 5조 원을 투자, 이 가운데 중점 연구 분야인 첨단 바이오는 9626억 원으로 전년 대비 16.1% 증가했습니다.
기술안보 중요성이 커짐에 따라 첨단 바이오의 혁신 기술 내재화를 통해 첨단 바이오를 차세대 혁신 기술 주력 산업으로 성장시킨다는 목표를 두고 있습니다.
최근 열린 ‘2023 글로벌 바이오 콘퍼런스(GBC)’에서도 바이오의 미래 가치가 전해졌습니다. ‘바이오의 미래:혁신과 동행’을 주제로 각국 바이오의약품 개발 동향을 공유하고 미래 발전 방안, 규제기관 역할 및 방향 등이 논의했습니다.
첨단 바이오의 중요성이 커지는 만큼 연구자들의 어깨도 무거워질 것으로 예상합니다. 코센 리포트를 통해 그동안 진행된 바이오 관련 연구에 대해 자세히 살펴봅니다.
앱으로 치료하는 질병
강수철 (롯데정보통신)
코로나 19 범유행 이후 관심이 커지고 있는 디지털 치료제(Digital Therapeutics). 소프트웨어 의료기기의 한 분류인 디지털 치료제는 의약품, 의료기기, 헬스케어 앱의 융복합 현상을 보이며 성장 가능성을 키우고 있다.
디지털 치료제는 전통적 치료제를 보완하고 대체하는 목적을 가진 스마트폰 애플리케이션, 게임 콘텐츠 등 디지털 소프트웨어를 의미한다. 환자의 상태를 파악하고 그 정보를 반영해 질병 예방, 관리, 치료 등이 가능하다.
글로벌 디지털 치료제 시장은 연평균 20~30% 성장이 예상되며, 국내에서는 불면증 치료를 위한 에임메드의 ‘Somzz’가 2023년 2월 최초로 소프트웨어(앱)로 질병을 치료하는 디지털 치료기기로 식품의약안전처의 허가를 받아 시판됐다.
하지만 넘어야 할 산도 많다. 디지털 치료제 선두 업체인 테라퓨틱스(Pear Therapeutics)가 매출 정체로 파산보호 신청했다. 의료보험이 제한적으로 적용되고 법적, 제도적 정비가 미흡했기 때문으로 알려졌다.
리포트에서는 기존치료제와 디지털 치료제를 비교하고 디지털 치료제의 적용 분야, 디지털 바이오마커, 디지털 치료제의 승인 및 허가 프로그램 등에 대해 다루고 있다.
연구자는 페어 치료법 사례가 국내 디지털 치료제 기업에도 시사하는 바가 크다고 전제하며, 디지털 치료제 시장이 빠르게 성장하는 만큼 국내 기업들이 수익 창출에 대한 고민을 적극적으로 해야 함을 지적했다.
○ 보고서 원문 바로가기 : https://kosen.kr/info/kosen/REPORT_0000000002361
신·변종 감염병을 준비하는 우리의 현재와 미래
김영철 (한국생명공학연구원)
보고서는 코로나 19 발병과 경과를 요약하고, 미래를 위해 해야 할 일이 무엇인지 살펴본다.
보고서에 따르면 코로나 19(COVID-19)는 2019년 12월 12일 중국 우한시 화난 수산시장 근로자에게서 최고 감염이 발생한 것으로 추정, 2020년 1월 20일 한국에서도 최초 감염자가 확진됐다. 최초 발생 후 한 달이 지나간 뒤 인간 대 인간 전파가 가능하다고 보도되면서 범유행으로 확대될 가능성이 제기됐다.
저자는 범유행을 통해 원 헬스(One-Health) 연구개발 방향으로 패러다임 전환이 필요함을 강조하고 있다. 이제까지 사람 중심의 감염병 연구가 진행됐다면 이제 야생 철새, 동물 등을 먼저 연구하고 결과 정보를 통해 통제 기술을 대입하는 것이다. 원 헬스 연구를 통해 미래에 유행할 감염병을 정의하고 대응 기술을 개발하자는 것이 핵심이다.
범유행 상황에서 mRNA를 기반으로 한 Pfizer-BioNTech와 Moderna 사의 두 가지 코로나 백신은 팬데믹의 돌파구 역할을 했지만 두 회사 모두 지적 재산권과 비법 공유를 꺼리면서 저소득국가에서 자체 개발한 백신을 생산해야 하는 상황이 됐다.
우리나라도 ‘국가 전임상시험지원센터’를 구축, 운영하고 있으며 IBS에 ‘한국바이러스기초연구소’가 설립되는 등 신·변종 감염병에 대한 중장기적 대비를 하고 있다.
저자는 바이러스는 숙주인 인간이 존재하는 한 영원히 함께 살아가야 할 공동운명체로, 인류가 슬기롭게 살아갈 방법을 찾아야 함을 강조했다.
Extrachromosomal DNA와 암 발병과의 연관성에 대한 최근 연구 동향
이상후 (서울의과학연구소)
종양의 역동적이고 빠른 진화는 암 환자를 위한 보다 효과적이고 내구성 있는 치료법을 개발하는 데 있어 가장 큰 과자 중 하나로 알려져 있다. 그러나 종양 유전체는 이해하기 어려운 속도로 치료에 반응해 빠르게 변화하는 것처럼 보이기 때문에 공격적인 형태의 암을 앓는 많은 환자에게는 아직 난관이 많은 상태다.
최근 연구에 따르면 Extrachromosomal DNA(ecDNA)는 빠른 종양 진화의 중추적인 원인으로 여겨지고 있다. ecDNA는 시스템을 속이는 매우 효과적인 방법이라는 것이다. ecDNA에는 중심체가 없으므로 비멘델유전의 영향을 받으며 결과적으로 EDNA가 있는 종양은 예측하지 못한 방식과 속도로 진화하게 된다.
이 보고서는 ecDNA와 암 발병 연관성에 대한 최근 연구 동향을 담고 있다. 보고서는 ecDNA의 발견과 재발견은 어떻게 암이 유전자 코드를 해킹하고 DNA 구성의 위치와 형태를 변경함으로써 유전체를 빠르게 변경할 수 있는지에 대한 새로운 시각을 제시한다.
ecDNA는 50년 전에 처음 관찰되었지만, 잠재적 중요성과 규모, 범위 및 영향에 대한 정확한 정보는 최근까지도 명확히 밝혀지지 않고 있다. ecDNA 연구는 차세대 염기서열 분석기의 발전으로 인하여 최근 다양한 연구 결과들이 보고 되고 있지만, in vitro 및 in vivo에서 기능적으로 ecDNA의 여러 종류를 연구하기 위한 모델 시스템들이 좀 더 완성된 단계까지 개발될 필요가 있다.
또 보고서는 ecDNA에 대한 최근까지의 연구 결과를 종합하면, DNA는 서열뿐만 아니라 모양으로도 정보를 전달하며, 변경된 DNA 형태가 암 발병 및 진화에 가장 중요한 요인임을 강조하고 ecDNA는 표적 암 치료법을 성공적으로 개발하는 데 하나의 강력한 표적이 될 수 있으므로 임상의, 의생명과학자, 분자유전학 전문가 등으로 구성된 다학제 공동연구를 통해 ecDNA에 의한 암 발생 및 진화에 영향을 주는 메커니즘 규명이 필요하다.
유체역학과 바이오엔지니어링
김동준 (University of Washington)
기계공학의 유체역학과 바이오엔지니어링이 어떤 관계가 있을까? 바이오엔지니어링은 바이오메디컬엔지니어링, 바이오케미컬엔지니어링, 바이오사이언스 등을 포함하거나 밀접한 관계가 있지만, 기계공학과의 직관적인 이해는 쉽지 않다.
이 보고서는 바이오엔지니어링 중에서도 우리 몸과 관련된 심혈관질환, 의공학, 미세유체 칩, 장기 칩 개발 등에 있어 유체역학이 어떻게 연관돼 있는지에 대해 이야기한다.
우선 심혈관질환과 유체역학의 관계를 살핀다. 우리 몸의 대표적인 유체는 혈액이고 이를 운반하는 시스템이 심혈관 시스템이며, 이 심혈관과 관련된 질병이 세계적으로 가장 큰 사망 원인이 되고 있다. 혈관 협착은 혈관이 단단하고 두꺼워지면서 혈관 내부가 좁아지는 것을 의미한다. 콜레스테롤을 적게 섭취하거나 약으로 조절하는 것이 도움이 되나 최근에는 콜레스테롤보다는 Wall Shear Strss(WSS)가 주목받고 있다. WSS는 유체역학에서 유체의 속도 분포로부터 계산하는 것이 가능하다.
또 혈액은 우리 몸의 8% 정도를 차지하며 혈구와 혈장으로 나뉜다. 혈장은 액체 성분으로 유체역학적으로 보면 혈액은 알갱이가 포함된 유체에 해당한다. 더욱이 심혈관질환이 유체역학과 연관되고 혈액이 유체라는 특성 때문에 유체역학은 의공학과도 밀접한 연관이 있다.
보고서는 유체역학은 바이오엔지니어링의 여러 분야(심혈관질환 모사, 의료기기 개발, 장기 칩 등)와 밀접한 연락이 있으며 질병 치료를 위해 의료기기 개발 및 의약품 개발에 꾸준히 이바지하고 있음을 강조한다.
○ 보고서 원문 바로가기 : https://kosen.kr/info/kosen/REPORT_0000000002290