충북대, 약물 농도 변화·항종양 실험 모사 미세유체 플랫폼 개발

몸속에서 시간과 조건에 따라 달라지는 약물 농도와 종양 억제 실험의 양상을 작은 장치 안에서 구현하려는 연구가 주목받았다. 충북대학교 약학대학 연구진이 개발한 미세유체 플랫폼 연구가 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한국을 빛낸 사람들’, 한빛사에 선정됐다.

이번 연구가 다룬 첫 번째 축은 생체 내 약물 농도의 변화다. 약물은 몸에 투여된 뒤에도 처음과 같은 농도로 머무는 것이 아니라 생체 안에서 계속 달라질 수 있다. 따라서 약물을 연구할 때는 특정 순간의 농도만 확인하는 데 그치지 않고, 농도가 변하는 상황 자체를 실험 조건에 반영하는 일이 중요하다. 연구진은 이러한 생체 내 변화의 특징을 미세유체 플랫폼에서 모사할 수 있도록 했다.

두 번째 축은 항종양 동물실험의 모사다. 항종양은 종양을 억제하는 작용을 의미하며, 항종양 동물실험은 생체 조건에서 그 작용을 살펴보는 실험을 가리킨다. 이번 플랫폼은 단순히 약물이 흐르는 장치를 만드는 데 머물지 않고, 생체 내 약물 농도 변화와 항종양 동물실험이라는 두 요소를 함께 다루도록 개발됐다. 약물의 농도 조건과 종양 억제 실험을 서로 분리된 문제로만 보지 않고 하나의 장치 안에서 연결했다는 점이 연구의 핵심이다.

미세유체 플랫폼은 미세한 통로를 통해 적은 규모의 유체를 다루는 장치다. 이 같은 장치에서 생체 현상을 ‘모사한다’는 것은 실제 생체나 동물실험의 모든 요소를 그대로 복제한다는 뜻이 아니다. 연구 대상이 되는 특징과 조건을 장치 안에 구현해 관찰할 수 있게 한다는 의미다. 이번 연구에서는 그 대상이 몸속 약물 농도의 변화와 항종양 동물실험의 조건이었다.

이러한 접근은 약학, 생명과학, 미세유체 장치 기술이 맞닿는 지점에 놓여 있다. 약학의 관점에서는 약물 농도가 달라지는 조건을 다루고, 생명과학의 관점에서는 종양 억제와 관련된 생체 실험을 모사한다. 여기에 미세한 유체 흐름을 제어하는 플랫폼을 결합함으로써 서로 다른 연구 요소를 한 실험 체계에서 살펴볼 수 있는 틀을 제시했다.

특히 ‘플랫폼을 개발했다’는 표현은 이번 성과가 하나의 관찰 결과만을 제시한 연구가 아니라, 생체 내 농도 변화와 항종양 실험을 구현할 수 있는 실험 기반을 마련한 연구라는 점을 보여준다. 플랫폼은 특정 현상을 담아내는 틀이므로, 어떤 조건을 어떻게 모사하느냐가 연구의 중요한 부분이 된다. 생체 내 약물 농도가 고정돼 있지 않다는 점을 장치의 실험 조건에 연결했다는 데 이번 연구의 의미가 있다.

연구에는 충북대 약학대학 강수정 씨와 윤문섭 씨가 공동 제1저자로 참여했다. 강 씨는 석박사통합과정 4년이며, 윤 씨는 박사 졸업생이다. 공동 제1저자는 연구 수행과 논문 작성에서 첫 저자의 역할을 함께 맡았음을 나타낸다. 신대환 교수는 연구와 논문의 교신을 담당하는 교신저자로 참여했다.

이번 선정으로 신대환 교수 연구실은 올해 두 번째로 한빛사에 이름을 올렸으며, 통산 선정 횟수는 세 번째가 됐다. 같은 연구실이 한 해에 두 차례, 전체로는 세 차례 선정됐다는 점에서 이번 성과는 개별 논문의 주목도뿐 아니라 연구실의 축적된 연구 활동을 함께 보여주는 기록이 됐다.

다만 공개된 원 자료에는 사용한 약물과 종양의 종류, 동물 종, 장치의 세부 구조, 실험 수치가 제시돼 있지 않다. 따라서 이 연구가 동물실험을 완전히 대체한다고 단정하거나 특정 항종양 약물의 효능을 입증했다고 확대해석해서는 안 된다. 현재 확인되는 성과의 범위는 생체 내 약물 농도 변화와 항종양 동물실험을 모사할 수 있는 미세유체 플랫폼을 충북대 약학대학 연구진이 개발했고, 그 연구가 BRIC 한빛사에 선정됐다는 것이다.

자료: 충북대학교, 생물학연구정보센터