우주에서 신약개발이 가능할지 궁금합니다.
누리호가 이번 발사체에 우주신약 연구를 병행한다고 하는데 무중력 상태에서 만들어지는 신약의 효능 등이 궁금합니다. 실제 개발사례도 있는지요.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
무중력 환경에서는 단백질 결정이 지상보다 훨씬 균일하게 자라기때문에
약물표적 단백질의 3D구조를 더 정밀하게 파악할 수 있고,
이는 결합력이 높은 후보물질을 설계하는데 직접적인 이점이 있습니다.
대표적으로 머크는 ISS에서 성장시킨 단백질 결정을 활용해서 면역항암제인 키트루다의 안정성,
제형개선연구를 진행했고, 일본의JAXA 역시 무중력 결정구조를 기반으로 효소저해제 신약 후보를 도출한 사례가 있기도합니다.
감사합니다.
우주 미세 중력 환경은 지구에서는 얻기 어려운 균일하고 고품질의 단백질 결정을 형성하는 데 유리하여 신약 개발에 활용될 수 있으며, 이는 항암제와 같은 복잡한 바이오 의약품의 개발 및 제형 변경 연구에 중요한 이점을 제공합니다. 이러한 특성 때문에 미국 머크(MSD)의 항암제 키트루다를 비롯해 여러 글로벌 제약사들이 이미 국제우주정거장(ISS) 등에서 단백질 결정화 및 제형 변경 실험을 진행한 사례가 있으며, 한국에서도 누리호 4차 발사에 국내 기업의 신약 연구용 소형 위성 'BEE-1000'이 탑재되어 단백질 기반 약물의 우주 제조 공정 가능성을 검증하는 등 우주 신약 연구를 병행하고 있습니다.
안녕하세요.
우주는 특정 종류의 약물 개발과 분석에서 정말 실질적인 이점을 줄 수 있지만, 모든 약물에 적용되는 만능 해법은 아니며 비용, 확장성, 규제 문제가 남아 있습니다.
우선 우주에서의 거의 무중력 상태에서는 대류가 크게 약해지고 확산과 계면 현상이 지배적으로 됩니다. 이로 인해 용액 내 입자들의 이동·혼합 방식과 응집·성장 과정이 지구와 달라지는데요 약물 개발에 특히 중요한 영향은 단백질·소분자 결정화 및 세포·오가노이드 배양에서 나타납니다. 예를 들어 단백질 결정은 미세중력에서 더 균일하고 큰 결정을 만드는 경향이 있어 X-선 회절 등 구조 규명을 더 잘 하게 해, 구조 기반 신약 설계에 도움이 됩니다. 이는 ISS에서의 단백질 결정화 연구로도 확인된 바 있습니다.
다만 모든 약물이 혜택을 받는 것은 아닙니다. 어떤 화합물은 중력의 영향이 거의 없어 우주에서 특별한 개선을 기대하기 어렵습니다. 따라서 지구에서의 사전 스크리닝을 통해 중력 민감성이 높은 후보만 골라 우주 실험을 하는 것이 경제적입니다. 감사합니다.