제약회사 연구원의 블로그

1. 서론: 진단 시장의 패러다임 변화와 LC-MS/MS의 부상최근 체외진단(in vitro diagnostics, IVD) 시장은 과거의 단순한 면역진단(immunoassay) 중심에서 벗어나 정밀의료(precision medicine) 시대에 걸맞은 분자 수준의 정량 진단으로 빠르게 진화하고 있다.그 중심에는 LC-MS/MS (Liquid Chromatography–Tandem Mass Spectrometry) 기술이 있다.이전까지 LC-MS/MS는 주로 신약개발이나 약물 모니터링(TDM) 등 연구 중심 영역에서 활용되었지만, 최근 5년간은 임상 진단용 분석 플랫폼으로의 확장세가 눈에 띄게 가속화되고 있다.특히 미국과 유럽에서는 LC-MS/MS 기반 체외진단 시약이 CE-IVD 또는 FDA 510(k..

대사체 기반 약물 반응성 예측의 새로운 패러다임1. 서론: 약물 반응의 복잡성을 넘어, ‘대사체’로 본 새로운 가능성신약 개발 과정에서 가장 큰 난제 중 하나는 약물의 체내 대사 과정을 예측하는 일이다.사람의 유전형(genotype), 단백질 발현(proteome), 그리고 미생물 생태(microbiome)까지, 약물의 체내 반응은 복잡한 생물학적 네트워크 속에서 이뤄진다.그 중심에 있는 것이 바로 metabolome, 즉 대사체다.대사체는 생체 내에서 일어나는 모든 화학 반응의 ‘결과물’이자, 약물이 세포 수준에서 실제로 어떤 변화를 일으키는지를 반영하는 가장 근접한 지표다.그런데 문제는 이 대사체 네트워크가 너무 복잡하고 비선형적이라는 것이다.한 가지 약물이 여러 효소 경로를 거치며 다양한 대사산물을..

1. 서론: 약물 치료의 ‘실시간성’이라는 새로운 패러다임의학의 진보는 ‘정밀함(precision)’을 향해 끊임없이 나아가고 있다.유전자 분석(genomics), 단백질체(proteomics), 대사체학(metabolomics) 등이 발전하며, 약물 반응의 개별 차이를 이해할 수 있게 되었지만 여전히 임상 현장은 ‘정적(static)’인 데이터 중심이다.예를 들어, 환자가 항암제나 항응고제를 복용했을 때, 그 약물이 체내에서 실제로 얼마나 흡수되고, 대사되고, 배설되는지를 실시간으로 추적하기는 어렵다.보통은 일정한 간격으로 채혈하여 LC-MS/MS 분석을 수행하고, 그 결과를 바탕으로 ‘약동학적 모델’을 구성한다. 그러나 이 방식은 환자 상태 변화의 즉각적인 반영이 어렵다는 치명적인 한계를 가진다.이 ..

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..