후보물질이 실제로 표적 세포나 조직에서 어떻게 작용하는지를 정량적으로 확인하기 어렵습니다.
기존 실험 방법으로는 약물이 어디에, 어떻게 작용하는지 시공간적으로 추적하는 데 한계가 있어, 효과와 부작용을 명확히 설명하지 못하는 경우가 많습니다.
고비용, 저효율의 신약개발
신약개발에는 평균 10년 이상, 1조 원이 넘는 비용이 투입되지만, 실제로 최종 승인까지 도달하는 후보물질은 전체의 0.01%도 되지 않습니다.
초기 단계에서는 수천 개의 물질을 발굴하고도 대부분이 전임상이나 임상 단계에서 실패하며, 이는 개발 기업의 자금 부담을 가중시킵니다.
생리학적 격차
동물 모델에서는 유효하던 약물이 인간에게선 효과가 없거나 부작용이 발생하는 경우가 많습니다. 이는 약물의 동태(분포, 축적, 대사 등)를 실제 생체 내에서 실시간으로 정밀하게 분석할 수 없기 때문입니다.
Technology to accelerate new drug development
신약개발 고속화 기술
BIO-imaging Technology 이란?
바이오이미징 기술은 생체 내 또는 생체 외에서 세포, 조직, 장기, 약물의 작용 등을 시각화하고 분석하는 첨단 기술로, 단순한 사진 촬영이나 현미경 관찰을 넘어섭니다. 다양한 이미징 기법(예: 형광 현미경, 전자 현미경, MRI, CT, PET 등)을 활용하여 생물학적 과정의 시간적 변화와 공간적 분포를 실시간으로 추적할 수 있게 합니다.
이를 통해 연구자들은 질병의 발생 기전과 약물 작용 메커니즘을 깊이 이해할 수 있습니다. 이러한 기술은 질병 진단, 치료 효과 평가, 신약 개발 등 다양한 분야에서 활용되며, 새로운 지식을 발견하고 응용하는 데 중요한 역할을 합니다.
BIO-imaging Technology의 장점
생체 내 약물 분포 및 타깃 작용을 실시간으로 시각화할 수 있습니다. 기존에는 조직을 절제해 분석해야 했던 약물 분포나 타깃 결합 여부를, 바이오이미징 기술을 통해 실시간으로 체내에서 시공간적으로 추적할 수 있습니다. 이를 통해 약물이 원하는 표적에 얼마나 잘 도달하는지, 오프 타깃 부작용 가능성은 없는지를 빠르게 확인할 수 있습니다.
바이오이미징 기술은 비침습적이며, 반복 측정이 가능 합니다. 바이오이미징 기술은 생체 내에 직접 접근하지 않고도 내부 상태를 관찰할 수 있는 비침습적 방법으로, 동물이나 인간의 생체 조직을 손상시키지 않고 연속적으로 이미지를 촬영할 수 있습니다. 이 덕분에 시간에 따른 생체 반응의 변화를 동일한 개체에서 반복적으로 관찰할 수 있어, 정확한 시간-반응 관계 및 약물 작용 지속 시간을 분석할 수 있습니다.
정량적이고 객관적인 데이터 획득이 가능합니다. 바이오이미징은 단순히 "보이는 이미지"만 제공하는 것이 아니라, 픽셀 단위의 강도 정보, 면적, 볼륨, 농도 등 정량적 분석이 가능한 데이터를 함께 제공합니다. 이를 통해 약물 효능 평가, 질병 진행 상태, 조직 변화 등을 수치 기반으로 명확히 비교할 수 있습니다.
세포부터 조직, 개체 수준까지 다양한 해상도로 분석 가능합니다. 형광 현미경과 같은 고해상도 기술부터 PET, MRI와 같은 전신 스케일 영상까지 다양한 수준의 이미징이 가능합니다. 이에 따라 신약이 세포 내에서 어떤 경로를 따라 작용하는지부터, 인체 전체에서의 약물 분포 및 반응까지 다계층적인 분석이 가능합니다.
약물의 작용기전(MoA) 해석 및 임상시험 설계 최적화에 기여합니다. 신약 후보물질이 언제, 어디서, 어떻게 작용하는지를 영상 기반으로 확인할 수 있기 때문에, 약물 작용기전(MoA)을 명확히 설명하고, 이에 기반한 정밀한 임상시험 설계 및 환자군 선정이 가능하다. 이는 임상 실패 확률을 줄이고 개발 비용을 절감하는 데 크게 기여할 수 있습니다.
