의료의 가능성을 넓히는 기술로서 주목받는 재생 의료. 그 보급을 향해서는, 현재의 의약품에 비해 제조 비용이 높다는 것이 벽의 하나가 되고 있다고 합니다. 이 과제에 대해, Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP)와 주식회사 Hyperion Drug Discovery(HDD사)는 「가용성 마이크로 캐리어」를 공동 개발. 세포 배양의 효율화에 의해 제조 비용을 저감하는 것과 동시에, 높은 생체 적합성에 의해 투여 후의 안전성에도 기여하는 제품으로서 큰 기대가 전해지고 있습니다. 그 특징과 전망에 대해 소개합니다.
증가하는 재생 의료에 대한 기대와 도전
ES세포나 iPS세포 등 다능성 줄기세포의 개발로 최근 연구가 가속되고 있는 재생의료. 이러한 세포는 다양한 세포로 변화(분화)하는 능력과 분화된 세포와 같은 능력을 갖고, 잃어버린 장기나 신체의 기능을 재생·수복시키는 획기적인 치료법의 기초가 될 수 있습니다. 따라서 다능성 줄기세포는 심장·신경·연골·안·혈액·면역에 관련된 다양한 질환을 치료하는 기술의 연구가 진행되고 있습니다.
줄기세포에서 혈관내피, 연골, 심근, 뼈, 간, 신경 등의 세포로 분화
이 재생 의료는 2007년에 승인된 심한 화상 치료용 세포 시트로 시작되어 현재는 10개 품목 이상이 승인되고 있지만, 세포의 배양에 수고와 시간이 걸리기 때문에 종래의 의약품보다 가격이 고액이 되고 있습니다. 고액 의료 제도 하에서도 부담없이 사용할 수 있는 것이 아니라, 보다 효율적으로 대량으로 세포를 배양하는 방법이 요구되고 있습니다.
이러한 과제를 해결하는 소재로서 DNP와 HDD사가 공동 개발한 것이, 대량 배양에 의해, 작업 효율과 코스트 삭감을 실현할 수 있는 「가용성 마이크로 캐리어」입니다.
DNP는 'P&I =인쇄 및 정보'의 지식을 살려 메디컬 헬스케어 관련 신규 사업 개발에 주력해 왔습니다. 온라인으로 환자의 복약 상황을 확인할 수 있는 「복약 서포트 서비스」, 창약 개발에의 응용을 기대할 수 있는 입체 장기 「미니 장」, 인공 지능을 활용한 「AI 지원 흉부암 검진 독영 시스템」 등, 수많은 선진적인 실적이 있습니다. 재생 의료 분야에서도 업계 단체 「재생 의료 혁신 포럼」에 출범 시 2011년부터 참가해 오사카 대학에서 6년간 도쿄 의과 치과 대학에서 10년 이상에 걸쳐 공동 연구 강좌를 설치하는 등 산학 제휴의 파트너십을 구축하고 있습니다.
그런 가운데 2020년에는 DNP가 보유한 미세입자의 표면가공기술이나 재료선정의 노하우와 HDD사의 의료제품에 적용 가능한 세포 배양기술과 약사규제 대응에 관한 지견을 합친 협업이 실현되었다. 양사가 협력해, 재료 선정, 고객에의 히어링, 샘플 제공, 제조 프로세스의 설계 등의 각 페이즈를 진행함으로써, 2023년 3월, 「가용성 마이크로 캐리어」의 릴리스에 이르렀습니다.
세포 배양의 작업 효율과 안전성을 크게 향상
세포 배양 방법은 "부유 배양"과 "접착 배양"으로 크게 나눌 수 있습니다. 전자는 혈액 중의 세포와 같이 부유하여 증식하는 배양에 이용하는 방법으로, 후자는 근육·피부·연골 등 접착하여 증식하는 세포의 배양에 이용하는 방법입니다. 이 「접착 배양」의 작업의 효율화로 기대되고 있는 것이, 「마이크로 캐리어」라고 부르는 미소한 입자에 세포를 부착시키는 수법입니다.
접착 배양과 부유 배양의 차이
접착 배양: 비계가 되는 기재에 접착하여 세포를 증식시키는 방법. 비계의 면적에 비례하여 증식한다. 회수시에는 발판으로부터 박리할 필요가 있다. 부유 배양: 비계를 필요로 하지 않는 비접착성 세포에 적용되는 방법. 세포들은 응집되어 증식한다.
접착 배양은 일반적으로 페트리와 같은 용기에 세포를 접착시켜 실시한다(2차원적 배양). 예를 들어, 세포를 1억개 배양하는 경우, 배양액을 정기적으로 교체할 필요가 있는 용기가 수백~수천장이나 됩니다. 또 그들을 격납하는 소형 냉장고 정도의 크기의 배양기가 10~20대 필요합니다. 이것을 「마이크로 캐리어」로 바꾸면, 배양액 중에서 3차원적으로 배양할 수 있기 때문에, 동수의 세포 배양을 불과 500ml 페트병 정도의 크기의 용기로 실시하는 것이 가능하다. 대폭적인 공간 절약화를 실현함과 동시에, 배양액의 교환 등의 작업 효율도 현격히 향상됩니다.
1억개의 세포 배양에 필요한 공간(이미지)
그러나 종래의 플라스틱제 마이크로캐리어에 의한 배양은, 마이크로캐리어끼리의 충돌에 의해 생기는 미소한 파편을 없앨 수 없기 때문에, 항체 의약이나 백신의 제조에의 이용에 그치고, 인체에 세포를 투여해 이용하는 재생 의료에는 사용되고 있지 않았습니다.
이에 반해 DNP와 HDD사가 공동 개발한 '가용성 마이크로캐리어'는 일반적으로 재생의료에서 사용되는 세포 박리제를 이용하여 마이크로캐리어만을 용해하고 쉽게 세포만 회수할 수 있기 때문에 미세한 파편이 남지 않습니다. 또한 원재료와 세포 박리제의 양쪽에서 독성이 낮음이 인정되어 높은 생체적합성을 실현하고 있습니다.
가용성 마이크로 캐리어를 이용한 세포 배양 흐름
(좌) 스텝 1: 분말상 마이크로 캐리어를 배양액(배지) 등으로 팽윤시킨다. (중앙) 단계 2: 팽윤된 마이크로캐리어가 들어 있는 배양액에 세포를 첨가하고, 마이크로캐리어 표면에 세포를 부착시킨다. 세포가 성장하고 어느 정도의 양에 도달하면 마이크로 캐리어를 추가한다. 그러면 세포는 새로운 마이크로 캐리어로 이동하여 추가로 성장합니다. 이 시간 동안 용기 내부를 때때로 교반하거나 배양액을 교체하면서 환경을 유지합니다. (우) 스텝 3: 규정량까지 세포를 배양하면 배양액을 제거하고, 마이크로 캐리어를 용해하는 액을 넣어 혼합함으로써, 미세한 입자편이 혼입하지 않고 세포 본체를 회수할 수 있다.
이미 DNP의 마이크로캐리어는 의약품 등의 품질, 유효성과 안전성을 심사하는 독립행정법인 의약품 의료기기 종합기구(PMDA)에 의해 재생의료 등 제품 등의 제조에 사용하는 재료로서의 적격성이 확인되고 있어 제품화를 위한 대처를 진행하고 있습니다.
모두가 쉽게 재생 의료를받을 수있는 미래에
「가용성 마이크로 캐리어」에 의해 세포 의약품의 저비용화와 안전성의 실증이 진행된 앞에는, “지역의 의료 기관에서 재생 의료를 받을 수 있는 사회”가 방문할 것으로 기대할 수 있습니다. 예전에는 선진의료를 실시하고 있는 일부 의료기관에서만 받았던 재생의료가 지역의 핵심병원에서 보험 적용된 저렴한 의료비로 받을 수 있게 되면 기존에는 대처할 수 없었던 질병의 치료로 이어질 것입니다.
이러한 미래의 실현을 향해서 해결해야 할 미션은 비용 절감으로 이어지는 세포 배양의 추가 효율화에 더해 배양한 세포의 변질 리스크를 억제하는 안전성의 검증이나, 필요한 타이밍에 필요한 장소에 세포 의약품을 전달하는 보관·유통 시스템의 확립 등이 있습니다.
이러한 많은 과제를 하나하나 클리어 하기 위해서는 기업 1사뿐만 아니라 기업·단체·연구기관 등의 틀을 넘은 업계 전체의 제휴가 빠뜨릴 수 없습니다. 지금까지 DNP가 쌓아 온 HDD사를 비롯한 기업이나 아카데미아와의 파트너십을 강점으로 향후도 제약 메이커에의 「가용성 마이크로 캐리어」의 제공이나 개발 수탁 등, 재생 의료의 밑단을 넓히는 광범위한 활동을 전개해 나갈 것입니다.
세계 시장을 시야에 넣은 기반 기술의 실용화를 향해, “새로운 물건 만들기, 코트 만들기에의 열정”을 가지는 DNP씨는 바꿀 수 없는 파트너입니다.
DNP의 파트너로서 「가용성 마이크로 캐리어」의 개발에도 크게 공헌해 주신 Hyperion Drug Discovery(HDD사)의 타카호쿠 카즈히로씨는, DNP의 과연 역할에 대해 다음과 같이 평가하고 있습니다.
「DNP씨란, 전직의 오사카대학 의학부, 전전직의 의약품 의료기기 종합 기구(PMDA)에서 관계가 있었습니다만, 당시부터 『지금까지 없는 신규의 모노즈쿠리・코트 만들기의 정열을 떴다』라는 인상이 있었습니다.AI 화상 해석이라고 하는 당시 최첨단의 기술을 반입해, 기존의 평 가격 기준을 채우면서 절력화·균질화를 완수하는 프로그램을 구축하거나, 재생 의료 혁신 포럼(FIRM)의 이사 기업으로서, 2014년의 약사법 개정을 비롯해, 항상 논의의 중심 멤버의 일사로서 활약하고 있다고, 기술·마인드 쌍방에서 의지할 수 있는 파트너였습니다.
그러한 경위도 있어, 이번 차세대형 마이크로캐리어의 연구개발에 있어서의 파트너도, 확신을 가지고 DNP씨에게 말을 걸게 했습니다. 그 결과, 진지하게 프로젝트에 마주해 주셔서, 개발 스피드나 제안력의 면에서 큰 도움이 되었습니다.
우리가 전문으로 하는 재생의료나 바이오테크놀로지 분야의 기반기술은 대부분이 해외 제품으로 점유율이 가득 채워지고 있는 현상이 있습니다. 그 가운데 일본발의 새로운 기반 기술을 실용화해, 아직 치료법의 선택사항이 한정되는 전세계의 환자분의 도움이 되면, 이것에 맞는 기쁨은 없습니다. 그런 의미에서 앞으로도 DNP 씨와의 파트너십에 크게 기대하고 있습니다. "
타케키타 카즈히로(嶽北和宏)씨
주식회사 Hyperion Drug Discovery 대표 이사 사장
독립 행정법인 의약품 의료기기 종합기구(PMDA) 생물계 심사 제2부에서 재생 의료·생물 유래 의료 기기의 심사를 담당. 그 후, PMDA 재생 의료 제품 등 심사부에서 주임으로서 재생 의료 심사의 리더를 맡는 것과 동시에 2014년의 약사법 개정 작업을 담당해, 재생 의료 등 제품의 규제 정비를 실시한다. 2017년부터 오사카대학 대학원의학부 심장혈관외과의 특임강사, 2019년부터 중증하지 허혈치료 공동연구강좌의 특임준교수로서 인간 다능성 줄기세포 가공제품을 비롯한 다양한 의료제품의 개발에 종사. 현재는 미래의료학기부강좌의 특임준교수, 재생의료 및 유전자치료의 연구개발을 목적으로 한 (주)Hyperion Drug Discovery와 컨설팅을 목적으로 한 (주)피치컨설팅, 그리고 신규 식재료의 연구개발을 목적으로 한 (주)Hyperion FoodTech를 설립, 대표 이사
- 기재된 정보는 갱신일 현재의 것입니다. 미리 양해 바랍니다.
업데이트 날짜: 2026년 5월 29일
최초 공개일: 2023년 11월 27일 by Discover DNP 편집부
