매일마다 복용하는 약들이 어떻게 만들어지는지 궁금하시지 않으신가요? 대부분의 분들은 약을 만드는 것을 상상하면, 공장에서 찍혀서 나오는 약에 모습들을 생각하실 겁니다. 하지만 더 근본적으로 들어가서, 공장에서 만들어지는 이런 신약들은 초기에 어떻게 설계되고 만들어지는 걸까요? 오늘은 새로운 약을 만드는 신약개발과정에 대해서 말씀드리고 그 용어에 대해서도 소개해 드리고자 합니다!
신약개발 전반적인 과정
신약개발과정은 아래와 같은 순서로 진행됩니다. [기초/탐색연구] 과정에서 10,000개로 시작했던 것이 비임상과 임상시험을 통해서 결과적으로 1개의 신약으로 허가되게 됩니다. 실제로, 많은 후보약들이 존재하지만 사람에게 효과가 없거나 부작용이 있기에 임상단계에서 탈락하게 되는데요. 이렇듯, 하나의 신약을 만들기 위해서는 10년이 넘는 시간과 엄청난 노력이 필요하게 됩니다.
기초/ 탐색연구 과정
위에 그래프를 보면, 1개에 약을 만들기 위해서는 [기초/탐색연구]에서 10,000개가 넘는 후보들이 필요한대요. 그럼 과연 이것들은 어떻게 준비할 수 있을까요? 궁금하시지 않나요!? [기초/탐색연구]에 대한 자세한 설명은 아래의 표를 보면 알 수 있습니다.
Target ID and validation부터 Lead optimization이 [기초/탐색연구] 단계를 말하며, Candidate selection부터 candidate profiling은 [비임상]을, clinical trials는 임상 단계를 의미합니다. 그렇다면 [기초/탐색연구]에 자세한 이해를 위해 각 용어와 예시에 대해서 설명드리겠습니다.
1. Target : Target은 약의 표적을 의미하며, 특정 질병을 유발하는 핵심 요인을 말합니다.
예시 : A라는 단백질이 과활성화되어, 암을 유발한다고 알려져 있습니다. 실제로, A를 저해했을 때, 항암효능이 나타난다면 A를 Target (표적)으로 하여 약을 개발할 수 있습니다.
2. Screening: Target에 효능이 있는 약물을 발굴하기 위해서, 다양한 화합물을 Target에 처리하고 효능을 확인하는 작업을 의미합니다. (스크리닝)
예시: A를 저해하는 약물을 찾기 위해서, 시중에서 판매하는 화합물 1,000종을 A에 처리하여 저해효능을 확인하는 작업을 screening이라고 말합니다.
3. Hit : Target을 저해하는 초기 약물을 의미하며, 약물 개발을 하는 시작점입니다.
(유효물질)
예시: Screening을 통해서 B 약물이 A 약물을 저해하는 것을 확인하였습니다. 이때의 B를 Hit이라고 부릅니다. (Hit에 경우, 약물이 되기에는 활성 및 물성이 부족한 경우가 많아 최적화가 필요한 상태가 많습니다.)
4. Lead : Hit을 구조적으로 최적화하여, Target에 대한 저해활성을 및 물성도 개선된 약물을 의미합니다. (선도물질)
예시 : B의 화학적 구조를 변형하여, A를 더 잘 저해하고 몸에 흡수도 더 잘 되는 C를 개발하였습니다.
이때의 C를 Lead라고 부릅니다.
5. Candidate : Lead를 최적화하여 비임상단계에 들어가는 약물을 Candidate라고 합니다. (후보물질)
예시 : C를 더욱더 최적화하여, 실제 쥐에서도 항암효능이 나오며 약이 되기에는 최적화된 profile을 보여주는 약물 D를 개발하였습니다. 이때의 D를 Candidate라고 부릅니다.
[기초/탐색연구]라고 하면 매우 간단해 보이지만, 위와 같이 다양한 과정을 통해서 최적화를 진행하고 연구하여 Candidate를 도출하게 됩니다. 실제 연구를 진행하다 보면, 1개의 candidate를 도출하기 위해서는 작게는 1,000개에서 많게는 몇 천만 개의 약물을 screening을 하고 최적화를 진행하게 됩니다. 하지만 이렇게 어렵게 만들어낸 candidate에 경우에도, 실제로 비임상과 임상을 통과하는 경우는 매우 드뭅니다. 그만큼 신약개발은 매우 어렵고 인내가 필요한 작업인데요. 하지만 한편으로는 고통받는 분들에게 도움을 주고 행복을 줄 수 있다는 점에서, 매우 뜻깊고 의미 있는 작업이라고 생각합니다.
저에 경우에는, 위쪽 사진에 빨갛게 표시되어 있는 [Medicinal Chemistry] 의약화학자로서 연구를 하고 있습니다. 의약화학은 사실 신약개발의 꽃이자 핵심이라고 많이 불리고 있습니다. 다음 시간에는 Medicinal chemistry "의약화학"이 왜 신약개발의 꽃이고 핵심이라고 불리는지 자세히 설명드리겠습니다!
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