심근경색 이후 발생하는 2차 괴사와 만성 염증까지 재현할 수 있는 심장 오가노이드 모델이 개발됐다.

기존 급성 심근경색·심장 섬유화 모델을 확장해 질환 기전 연구와 치료제 효능평가에 활용할 수 있도록 한 것이 특징이다.

넥셀은 인간유도만능줄기세포(hiPSC) 기반 심장 오가노이드를 이용해 심근경색에 따른 이차 괴사와 무균성 염증을 모사하는 '2-Hit(투-히트)' 모델을 개발하고 연구 결과를 국제학술지 'Materials Today Bio'에 게재했다고 14일 밝혔다.

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이번 연구는 넥셀이 2024년 발표한 심근경색·심장 섬유화 모델을 발전시킨 것이다. 당시 넥셀은 심근세포와 섬유아세포, 내피세포 등 심장 구성 세포를 포함하는 hiPSC 유래 다세포성 심장 오가노이드를 구현하고, 이를 통해 급성 심근경색에 따른 세포 사멸과 섬유화 등을 재현했다.

이번에는 기존 모델에서 다루지 못했던 면역세포가 관여하는 2차 괴사와 만성 염증 단계까지 범위를 넓혔다. 회사에 따르면 실제 재관류 손상 이후 나타나는 만성 염증 미세환경을 세포·조직 수준에서 구현했다

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연구진은 이 과정에서 염증 반응이 단백질 간 비율 불균형을 유발하고, 이완기 심장 기능 장애와 부정맥 발생 가능성을 높이는 기전도 확인했다. 이를 통해 급성 손상에서 만성 기능부전으로 이어지는 심근경색 병태생리를 오가노이드 수준에서 평가할 수 있는 모델을 구축했다는 설명이다.

넥셀은 심장질환 모델과 함께 hiPSC 기반 심장 안전성·독성 평가 기술도 개발하고 있다. 지난 4월에는 hiPSC 유래 심근세포에 인공지능(AI)을 접목한 독성 위험도 정량평가 플랫폼 연구를 국제학술지 'Archives of Toxicology'에 게재했다. 해당 플랫폼은 기존 세포독성 평가에서 확인하기 어려웠던 항암제의 기능적 심장독성을 정량적으로 포착하는 데 초점을 맞췄다.

회사는 이들 기술을 연계해 심장 안전성·독성 평가부터 질환 모델링, 치료제 효능평가까지 활용할 수 있는 hiPSC 기반 신약개발 지원기술(DDT, Drug Development Tool) 플랫폼으로 확장할 계획이다.

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