제약회사 연구원의 블로그

1. 서론: 폭발적으로 증가하는 대사체 데이터, 그리고 해석의 한계최근 수년간 LC-MS/MS, GC-MS, NMR 기반의 대사체(metabolomics) 연구는 약물 반응, 질병 예후 예측, 식이 영향 분석 등 다양한 영역에서 핵심적인 분석 기술로 자리 잡았다.특히 비임상 독성 평가, 임상 바이오마커 발굴, 개인 맞춤형 약물 치료 등 정밀의학적 접근에서 대사체 데이터는 유전자나 단백질보다 환자의 현재 생리 상태를 직접 반영하는 특성이 있어 ‘최후의 표현형(phenotype)’으로 불린다.그러나 LC-MS/MS 분석 기술의 고도화로 수천 개 이상의 대사체 피크(feature)가 생성되면서, 연구자는 더 이상 수작업으로 모든 데이터를 해석할 수 없다.분석 후 식별(identification), 정량화(qu..

서론: 디지털 트윈이 열어가는 약물 개발의 새로운 패러다임최근 제약·바이오 산업의 디지털 전환(digital transformation) 흐름 속에서 가장 주목받는 개념 중 하나가 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’이다.원래 항공·자동차·반도체 산업에서 사용되던 이 기술은, 실제 물리 시스템의 복제체를 가상 공간에 구현하여 시뮬레이션과 최적화를 수행하는 방식이다.이제 그 개념이 생명과학과 약물개발 분야로 확장되고 있다.특히 인간의 생리학적 특성을 반영한 가상 인체 모델(digital twin human)을 구축해 약물의 흡수, 분포, 대사, 배설(ADME)을 실시간으로 예측하고,임상시험 전 단계에서 약물 반응성을 정밀하게 시뮬레이션하는 것이 가능해지고 있다.이러한 시도는 기존의 in vitro 및 ..

서론: 세포 간 대화의 새로운 매개체, 엑소좀(Exosome)최근 암 연구에서 ‘세포 외 소포(Extracellular Vesicle, EV)’는 단순한 세포 배출물 이상의 의미를 가진다.특히 직경 30~150 nm 크기의 엑소좀(Exosome)은 세포가 외부로 방출하는 지질 이중막 구조체로, 내부에 단백질, miRNA, DNA, 대사체(metabolites) 등 다양한 생체분자를 포함한다.종양세포는 이러한 엑소좀을 통해 주변 세포나 면역세포, 혈관 내피세포 등과 활발히 상호작용하며, 암의 성장, 전이, 면역 회피 등을 유도한다.이 과정에서 엑소좀 내부의 대사체 조성 변화는 종양세포의 생리적 상태를 반영하기 때문에, 혈액이나 소변 등 비침습적 시료를 이용한 암 진단과 예후 예측에 활용할 수 있다.즉, E..

항암제 침투력 평가를 위한 대사 공간 분석 전략1. 서론 – 항암제가 “도달하지 못하는 영역”항암제가 아무리 강력한 기전을 가지고 있더라도, 실제 종양 내부에 충분히 침투하지 못한다면 효과는 제한적이다.이 현상은 특히 고형암(solid tumor)에서 두드러지는데, 표면부의 암세포는 약물에 노출되지만 중심부(necrotic core)는 저산소·영양 결핍 환경(hypoxia & nutrient deprivation) 속에 고립되어 약물 접근이 어렵다.그 결과,일부 세포만 사멸하고중심부의 저활성 암세포는 살아남아재발 혹은 내성 클론을 형성하는 악순환이 반복된다.이러한 “약물 침투력(drug penetration)” 문제는 오랫동안 항암제 개발의 병목이었다.최근 들어, 단순히 약물 농도를 정량하는 수준을 넘어..

– 세포 치료제의 기능적 일관성 확보를 위한 Metabolomics 접근1. 서론: 세포 치료제의 품질 평가가 어려운 이유최근 몇 년간 CAR-T(Cellular Chimeric Antigen Receptor T-cell) 치료제는 혈액암을 중심으로 획기적인 임상적 성과를 보이며 차세대 정밀의학의 중심에 자리 잡았다. 그러나, 단백질·화합물 기반의 기존 의약품과 달리 세포 자체가 ‘활성 생체 시스템’으로 작동하는 치료제이기 때문에, 제조 공정과 보관, 환자 이식 전 준비 과정에서 그 품질을 일정하게 유지하기가 매우 어렵다.CAR-T는 환자의 T세포를 채취해 ex vivo에서 CAR 유전자를 삽입하고, 배양 및 활성화 단계를 거쳐 다시 체내로 주입한다. 이 과정에서 세포는 수많은 대사적 변화를 겪으며, 대..

1. 서론 – 면역항암치료의 새로운 관점, “대사(Metabolism)”면역관문억제제(Immune Checkpoint Inhibitor, ICI)는 지난 10년간 항암치료의 패러다임을 바꿔놓았다.PD-1, PD-L1, CTLA-4 등 면역관문 단백질을 차단함으로써 면역세포의 억제 신호를 해제하고 자가 면역 반응을 암세포에 다시 유도하는 치료법이다.하지만, 모든 환자가 이러한 혜택을 받는 것은 아니다.예를 들어 PD-1 억제제인 Pembrolizumab이나 Nivolumab은 일부 환자에게서 완전관해(CR)를 보이지만,다수의 환자는 초기 반응조차 나타나지 않거나, 일시적인 반응 후 저항성(resistance)을 보인다.이 차이를 결정짓는 요인으로 최근 주목받고 있는 것이 바로 T세포의 대사 상태, 즉 T ..

1. 서론 – “대사 이상(metabolic reprogramming)”의 시대암세포의 대사는 정상세포와 본질적으로 다르다. 이는 단순히 에너지 생산 방식이 달라진다는 차원을 넘어, 세포 운명 결정과 후성유전학(epigenetics), 신호전달 경로, 면역 회피 기전에까지 영향을 미친다.Warburg가 제시한 ‘aerobic glycolysis’ 개념이 오늘날까지 이어지는 것도 같은 맥락이다.하지만 최근 연구에서는 단순히 “포도당 대사 증가”만이 아니라, 특정 대사산물(oncometabolite)이 암의 발생과 진행에 직접적인 원인으로 작용함이 밝혀지고 있다.대표적인 예로 2-hydroxyglutarate (2-HG), succinate, fumarate 등이 있다. 이들은 TCA 회로(tricarbox..

— 장내 대사체가 면역치료 효과를 결정짓는 숨은 열쇠서론: 면역항암제 시대의 새로운 질문면역관문억제제(Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs)의 등장 이후, 암 치료의 패러다임은 완전히 바뀌었다. PD-1, PD-L1, CTLA-4를 타깃으로 하는 항체 치료제들은 일부 환자에서 기존 항암제와는 비교할 수 없는 장기 생존율을 보여주었다. 하지만 문제는 모든 환자가 반응하지 않는다는 점이다.동일한 암종이라도 어떤 환자는 완전관해(complete remission)를 보이는 반면, 어떤 환자는 전혀 반응하지 않거나 오히려 급격히 진행하기도 한다. 이러한 반응성의 개인차를 설명하기 위해 많은 연구들이 진행되어 왔고, 그 중심에 새롭게 부상한 키워드가 바로 ‘microbiome-derive..