iPS 세포 배양 로봇 성공률 크게 높아져

참고뉴스네트워크가 10월 31일 보도했습니다. 10월 30일 '니혼게이자이신문' 보도에 따르면 아스텔라스제약은 양팔 로봇을 이용해 iPS 세포(유도만능줄기세포) 배양 작업을 자동화했다고 합니다. 회사는 2026년까지 임상시험용 약물 제공을 목표로 로봇을 이용해 의약품을 제조하도록 규제 당국에 신청했다. 오류 발생률을 줄이기 위해 수작업을 기계 장비로 완료한다면 iPS 세포 배양 성공률은 현재보다 60% 이상 높아질 것입니다. 상용화되면 iPS 세포가 더 다양한 분야에서 활용될 수 있도록 도울 것입니다.

아스텔라스가 사용하는 로봇 '마홀로'는 산업기술연구소가 설립한 신흥 기업이자 야스카와 전기의 자회사인 로봇생물학연구소(RBI)에서 개발했습니다.

마홀로가 팔을 부드럽게 움직이며 피펫을 사용해 용액을 주입하고 세포배양판을 옮기는 모습을 보았습니다. 이 양팔 로봇은 외팔 로봇에 비해 좁은 공간에서 사람의 움직임을 재현할 수 있다고 한다.

배양 및 증식 후 iPS 세포는 다양한 치료 목적에 따라 신경 세포와 혈액 세포로 분화해야 합니다. 이런 작업은 연구자들의 숙련된 손길과 떼려야 뗄 수 없지만, 작업 과정에서 실수도 있습니다. 온도 등 조건의 미묘한 차이로 인해 사용 목적에 따라 차별화가 되지 않을 위험이 있습니다.

악수 등 극히 작은 움직임에도 Maholo는 일정한 각도와 속도를 유지하여 도구를 올바르게 작동시켜 세포 배양 성공률을 크게 향상시킵니다.

365일 24시간 가동이 가능한 로봇을 이용하면 고정밀 실험을 반복적으로 수행할 수 있으며, 더 많은 실험실 배양조건을 비교할 수 있습니다. 인공지능과의 협력이 결합되면 같은 기간에 이전 실험보다 수백, 심지어 수천 배 더 큰 실험을 완료하는 것이 가능하다.

세포 배양을 시작하면 신진대사를 촉진할 수 있는 적절한 환경을 조성해야 합니다. 때로는 몇 주, 심지어 몇 달 동안 계속해서 일해야 하고, 토요일과 일요일에는 쉴 수 없습니다. 그러나 로봇의 도입으로 연구자들은 원격으로 모니터링할 수 있어 통근의 필요성이 줄어듭니다.

아스텔라스는 이미 2017년부터 iPS 세포를 활용한 신약 개발을 위해 로봇을 도입하기 시작했습니다. 2023년에는 로봇이 의약품 제조에 참여하는 타당성 검증에 나선다. 회사 API 연구소 소장 야마구치 히데토는 "연구 개발 주기를 수개월 단축할 수 있고, 제품 출시를 앞당길 수 있다"고 말했다.

세포 의약품은 아스텔라스의 핵심 개발 분야 중 하나입니다. 노인에게 많이 발생하는 노인성황반변성에 대한 세포치료제 임상시험과 더불어 자가면역질환 관련 연구도 추진하고 있다.

로봇이 만든 세포 약물이 임상에 사용되기 위해서는 여전히 규제 당국의 승인을 받아야 합니다. Astellas 내부자에 따르면: "세포 분화는 일반적으로 수동 작업이며 로봇 자동화의 예는 거의 없습니다."

이를 위해 미국 식품의약국(FDA), 일본 의약품의료기기청과 협의를 거쳐 2026년경 임상시험을 위해 마홀로에서 제조한 신약을 공급할 계획이다.

다른 거대 제약사들도 로봇 도입에 박차를 가하고 있습니다. 지난 10월 추가이제약은 요코하마시에 있는 연구 시설에서 로봇을 활용한 실증 실험을 시작했다. Omron과의 협력을 통해 세포 배양 등의 자동화를 위해 노력하고 있습니다. 로봇은 자동으로 연구실을 순찰하며 실험용 시약을 현미경, 원심분리기, 냉장고 및 기타 장비로 운반합니다.

세포배양판의 움직임을 로봇이 실험적으로 수행했습니다. 앞서 추가이제약은 유전자 복제 과정을 자동화하는 시스템을 도입해 야간 작업을 통해 항체 유전자 생산 시간을 과거 5일에서 3일로 단축했다.

약물 연구개발에는 보통 10년 이상이 소요되고, 성공률은 3만분의 1에 불과하다고 합니다. 딜로이트 컨설팅의 네기시 쇼이치 전무는 “로봇과 인공지능을 활용하면 신약 연구개발 수준과 효율성이 향상될 것”이라며 “인력을 절약할 수 있다면, 기술 혁신의 가능성을 실현하기 위해 연구자들 간의 협력이 더욱 강화될 것으로 기대됩니다.”

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