한국생명공학연구원은 위 오가노이드를 이용해 헬리코박터 파일로리 감염에 의한 위 세포 손상 기전을 규명하고, 치료하는 후보물질 발굴에 성공했다고 12일 밝혔다.
손미영 생명연 국가아젠다연구부 박사 연구팀은 3차원 위 오가노이드를 활용해 헬리코박터균 감염 초기에 일어나는 위 점액세포 손상 기전을 규명했다. 감염으로 손상된 위 세포를 회복하게 하는 치료제 후보물질을 발굴했다.
연구팀은 이번 연구결과로 기존 항생제를 이용한 헬리코박터균 제균 치료와 병용 활용하면 치료 효과를 극대화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
헬리코박터균 감염증은 세계적으로 가장 흔한 감염성 질환의 하나로 헬리코박터균이 위장 점막에서 기생하며 위염, 위궤양, 십이지장 궤양 및 위선암 등을 일으키는 질병이다.
현재 헬리코박터균 감염증 치료에는 항생제로 헬리코박터균을 제거하는 방법이 가장 널리 이용되고 있다.
하지만 헬리코박터균은 위장 점막의 표면이나 위의 점액에 존재해 치료약물이 균이 있는 곳까지 충분히 도달하지 못하는 경우가 많다. 여러 차례 항생제에 노출이 된 적이 있는 경우에는 내성이 생겨 치료가 쉽지 않다.
연구팀은 헬리코박터균이 체내에 침입 시 처음 자리 잡는 위 전정부(antrum)의 특징을 갖는 전분화능 줄기세포 유래 3차원 위 오가노이드 제작에 성공하며 헬리코박터균이 분비하는 세포 공포화독소(VacA)에 의한 변화를 관찰했다. 위 점막 세포 미토콘드리아의 기능 저하 현상을 밝혀냈다.
오가노이드 모델과 생쥐 모델에서 인산화효소(kinase) 저해제인 MLN8054가 VacA 독소뿐만 아니라 미생물 감염으로 손상된 위 상피세포를 회복하게 한다는 사실을 규명했다. 헬리코박터균에 의한 위 손상 치료 후보물질로서의 활용 가능성을 확인했다.
손비영 박사는 “그동안 헬리코박터균 관련 연구에는 주로 암 세포주나 마우스 모델이 활용됐는데 이번 위 오가노이드 기반 연구로 한계로 지적되던 종간 특이성과 같은 한계를 극복해낼 수 있었다”며 “향후 오가노이드를 활용해 인체 반응 예측을 통해 유효성분을 빠르고 정확하게 도출해 신약개발 성공률을 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.