저번 시간에는 전반적인 신약개발과정을 살펴봄으로써, 하나의 새로운 약이 만들어지는 데까지 얼마나 많은 시간과 노력을 들여야 하는지를 알아보았습니다. 다양한 분야의 사람들이 신약개발 하는 과정에서 참여를 하고 노력하지만, 의약화학이야말로 신약개발의 핵심이라고 생각하는데요. 오늘은 신약개발의 핵심인 의약화학이 무엇이고, 무엇을 하는지에 대해서 말씀드리겠습니다.
의약화학이란?
의약 화학을 검색해 보면 '의약품 제조에 관한 학문'이라고 나오며, 그 뒤에는 매우 어려운 단어로 설명이 되어 있습니다. 사실 간단히 설명드리면, 의약화학이란 새로운 약을 설계하고 최적화하여 임상에 갈 수 있는 약을 만드는 학문입니다. 조금 더 자세히 어제 설명드린 용어를 기반으로 설명하자면, Screening으로 도출 Hit 화합물을 실제 비임상에 도전할 수 있는 Candidate로서 최적화하고 업그레이드시키는 과정을 의약화학이라고 말할 수 있습니다. 실제로 어제 설명드린 표를 보면, Hit in and optimization (Hit 화합물 최적화)와 Lead optimization (Lead 화합물 최적화) 파트에 medicinal chemistry (의약화학)이 적혀 있는 것을 확인할 수 있습니다.
의약화학이 하는 구체적인 일
1. 약의 효능 증진
스크리닝을 통하여 표적에 효능을 보인 초기화합물인 Hit에 경우, 대부분 약이 되기에는 충분한 활성을 가지고 있지 않습니다. 그렇기에 의약화학을 통하여 Hit 화합물에 활성을 증진시킬 수 있도록 화합물의 구조를 변경시켜줘야 합니다.
그렇다면 충분한 활성이 무엇이고, 왜 약의 효능을 좋게 만들어야 할까요? 극단적으로 다음과 같은 예시를 들을 수 있습니다. 감기를 낫기 위해서 약을 먹어야 하는데, 한 번에 10g을 먹어야 낫는 A약이 있고, 1g만 먹어도 감기를 나을 수 있는 B가 있습니다. 여러분들은 무엇을 선택하실 건가요? 아마 B를 선택하실 겁니다.
적은 양으로도 큰 효과를 낼 수 있다면, 약을 먹는 입장에서도 편하고, 만드는 입장에서 적은 양으로 큰 이득을 볼 수 있겠죠. 그래서 의약화학을 통해서 적은 양으로도 큰 효과를 낼 수 있게, 약의 효능을 증진시키는 일을 합니다.
2. 약의 성질을 개선
의약화학을 통해서, Hit 화합물의 다양한 성질을 약으로서 갖춰야 하는 기준을 만족하게 바꾸는 작업을 합니다.
약의 성질이라고 하면 무엇을 생각할 수 있을까요? 우선적으로 생각하면 투여 방법이 있겠습니다. 기본적으로 사람들은 경구 (입)으로 투여하는 것을 매우 선호합니다. 감기약이 3종류가 있는데 1개는 경구투여, 1개는 좌약, 1개는 혈관에 주사로 넣어야 합니다. 여러분들은 어떤 것을 선택하실까요? 아무래도 경구투여하는 약일 겁니다.
이렇듯 효능 이외에도, 약의 성질에 따라서 복용하시는 분들의 선호도가 바뀌기 때문에 의약화학을 통한 화합물의 구조 변화로 약의 성질을 바꾸는 일을 합니다.
의약화학자로서 필요한 지식
앞서 설명드린것과 같이, 의약화학은 초기의 가능성을 보이는 작은 화합물을 이제 의젓한 신약 후보로서 기르는 전반적인 역할을 하게 됩니다. 신약으로 가는 핵심 역할을 의약화학이 하기 때문에, 베이스로 많은 지식들이 필요합니다.
- 약의 효능과 기전을 이해하기 위한 생물학적 지식
- 약의 구조를 이해하고 합성적으로 변형을 하기 위한 유기합성적 지식
- 약의 성질 및 약물동태 (Pharmacokinetics)에 대한 지식
- 화합물과 표적 사이에 결합을 예측하기 위한 모델링 (Docking simulation)에 대한 지식
다양한 분야에 대해서 전반적으로 알아야하기에, 처음에는 막막하고 끝이 없어 보이기도 합니다. 하지만 어려운 만큼, 누군가에 아픔을 치유하고 도와줄 수 있는 약을 개발한다는 점에서 이 일이 매우 뜻깊고 보람차다고 생각합니다. 실제로, 저희 의약화학자들끼리 술을 먹을 때마다 하는 말이 있는데요. '힘들고 고생을 많이 하지만, 우리가 계속 이 일을 하는 이유는 내가 만든 화합물과 내가 최적화한 약이 실제로 약이 돼서 팔리고 남을 돕는 것을 꿈꾸기에 버티면서 계속한다.'
여러분 중에서 이런 신약개발과 의약화학에 관심이 있으신 분이 있으시다면 제 블로그를 방문해 주세요! 아직 저도 의약화학자로서 부족한점이 많지만, 신약개발을 위한 의약화학적 지식을 하나씩 공부하면서 여러분들께 소개해 드리겠습니다.
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