【브레이크뉴스 경주】박희경 기자=동국대학교 의과대학 공동 연구팀이 최신 생체조직칩(organ-on-a-chip) 기술과 3차원 세포배양 기술을 융합한 ‘체외 구강 점막 칩(oral mucosa-on-a-chip)’을 개발하며 차세대 신약 개발 연구에 새로운 가능성을 제시했다.
동국대 의과대학 의공학교실 곽봉섭 교수와 이비인후과학교실 김보해 교수가 이끄는 공동 연구팀은 지난 18일 항암제를 비롯한 다양한 약물의 구강 점막 독성과 치료 효과를 신속하고 정밀하게 평가할 수 있는 체외 플랫폼을 개발했다고 밝혔다.
이번에 개발된 체외 구강 점막 칩은 난치성 구내염 치료제 개발과 신약 후보 물질 탐색에 특화된 연구 도구로, 기존 동물실험에 의존하던 약물 독성 및 치료 효과 평가를 단기간 내 수행할 수 있는 것이 특징이다. 이를 통해 동물실험을 일부 대체하고, 신약 개발에 소요되는 비용과 기간을 획기적으로 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
해당 연구 성과는 세계 상위 5% 이내의 저명 국제학술지인 『Advanced Functional Materials』(임팩트 팩터 19.0)에 최근 온라인으로 게재되며 학계의 주목을 받고 있다.
곽봉섭 교수(공동교신저자)와 김보해 교수(책임교신저자)는 “항암제는 여전히 가장 널리 사용되는 암 치료법이지만, 점막염과 같은 부작용으로 환자의 통증과 영양 결핍을 유발해 삶의 질을 크게 저하시킨다”며 “현재까지 항암제 유발 구내염에 대한 효과적인 치료제가 없는 상황에서 이번 기술은 구강 점막 손상 기전 규명과 치료제 개발에 중요한 전환점이 될 수 있을 것”이라고 밝혔다.
특히 이번 플랫폼은 혈관 주사제, 국소 주사제, 연고제 등 다양한 약물 제형을 모두 평가할 수 있으며, 세포 구성과 미세환경을 선택적으로 조절할 수 있어 피부 질환 관련 약물 반응 연구와 치료제 탐색으로의 확장 적용도 가능하다. 이에 따라 향후 고부가가치 생명공학 산업 분야로의 파급 효과가 클 것으로 전망된다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 환경부, 대한두경부외과학회의 지원을 받아 수행됐으며, 동국대학교 의공학교실 김영균 학생과 이성한 박사, 이비인후과학교실 오협 전공의가 주요 연구개발에 참여했다.
<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>
Dongguk University Research Team Develops 'In Vitro Oral Mucosa Chip', Opening a New Chapter in New Drug Evaluation
A joint research team from Dongguk University College of Medicine has developed an 'in vitro oral mucosa chip' that combines cutting-edge organ-on-a-chip technology with 3D cell culture technology, offering new possibilities for next-generation drug development research.
The joint research team, led by Professor Kwak Bong-seop of the Department of Biomedical Engineering and Professor Kim Bo-hae of the Department of Otorhinolaryngology, Dongguk University College of Medicine, announced on the 18th the development of an in vitro platform capable of rapidly and precisely assessing the oral mucosa toxicity and therapeutic efficacy of various drugs, including anticancer agents.
The newly developed in vitro oral mucosa chip is a specialized research tool for developing treatments for intractable stomatitis and exploring new drug candidates. Its unique feature is its ability to conduct drug toxicity and therapeutic efficacy assessments in a short period of time, a process that previously relied on animal testing. This is expected to partially replace animal testing and dramatically reduce the cost and time required for new drug development.
The results of this research were recently published online in the prestigious international journal Advanced Functional Materials (Impact Factor 19.0), ranked within the top 5% globally, attracting attention from the academic community.
Professors Bong-Seop Kwak (co-corresponding author) and Bo-Hae Kim (senior corresponding author) stated, "While anticancer drugs remain the most widely used cancer treatment, they cause side effects such as mucositis, which significantly reduce patients' quality of life by causing pain and malnutrition." They added, "With no effective treatment for anticancer drug-induced stomatitis currently available, this technology could be a significant turning point in elucidating the mechanisms of oral mucosal damage and developing therapeutics."
Notably, this platform can evaluate a variety of drug formulations, including intravenous injections, topical injections, and ointments. Its ability to selectively modulate cell composition and microenvironment also allows for expanded application to studies of drug responses and therapeutics related to skin diseases. Accordingly, it is expected to have significant ripple effects in the high-value-added biotechnology industry in the future.
Meanwhile, this research was conducted with support from the Ministry of Science and ICT, the Ministry of Environment, and the Korean Society of Head and Neck Surgery. Kim Young-gyun, a student at Dongguk University's Department of Biomedical Engineering, and Dr. Lee Seong-han, a resident at the Department of Otorhinolaryngology, Oh Hyup, a resident at Dongguk University's Department of Otorhinolaryngology, participated in the key research and development.
