[바이오타임즈] DNA 압타머(Aptamer)가 ‘차세대 바이오 의약품’으로 떠오르며 업계의 관심이 쏠리고 있다.

압타머란 안정된 삼차 구조를 유지하면서 특정 분자에 특이적으로 강하게 결합할 수 있는 핵산이다. 즉, 자석처럼 타깃으로 하는 특정 물질과 결합하는 능력을 지녔다. 또한, 화학적 합성물질이 아닌 DNA 물질로 체내에서 부작용이 낮다.

이와 같은 압타머의 장점을 활용해 퇴행성 뇌 질환 치료제를 개발하고 있는 ㈜넥스모스가 세계 최초로 DNA 압타머 기술인 ‘압타민C’ 개발에 성공, 미국 FDA의 안전성 인정제도 중 최상위 등급인 GRAS 인정을 받았다.

세계 최초로 항산화물질의 산화를 억제하는 기능을 가진 압타머 개발에 성공한 넥스모스 손상호 전무로부터 아번 성과의 의의와 압타민C의 무궁무진한 활용 가치에 대해 들어본다.

◇재미 과학자 김윤성 박사가 퇴행성 뇌 질환을 위해 만든 기업 ‘넥스모스’

넥스모스는 2014년 퇴행성 뇌질환 치료를 연구하던 재미 과학자인 김윤성 박사와 미국에서 비즈니스 컨설팅을 하던 손인식 (前) 대표가 퇴행성 뇌 질환 치료를 사업화하려고 만든 기업이다. 공동 창립자김윤성 교수는 국내에서 의과대학을 졸업한 뒤 미국으로 건너가 코넬의과대 신경과학 분야에서 박사학위를 받고 코넬의대와 센트럴플로리다의대 교수를 거쳐 현재 록커스대학교에서 교수로 재직 중이며, 넥스모스와 연구를 지속해서 진행 중이다. 나(손상호 전무)는 삼성에서 인사와 사업기획 업무를 담당하다가 2018년 넥스모스에 합류하면서 넥스모스의 전체적인 사업 운영 및 전략을 담당하고 있다.

현재 넥스모스의 사업 영역은 크게 치료제개발 사업부와 헬스케어 사업부로 나뉜다. 치료제개발 사업부에서는 회사의 핵심 존재 이유인 퇴행성 뇌 질환 치료제 개발에 집중하고 있으며, 헬스케어 사업부에서는 단기적으로 회사의 캐시카우 역할을 할 수 있도록 코스메슈티컬, 식음료, 탈모 방지용 샴푸 등의 분야에 혁신적인 효과를 기대할 수 있는 제품들을 연구 중이며 상품화에 집중하고 있다.
 

◇퇴행성 뇌질환 치료제, 탈모치료제, 분무형 코로나 치료제 등 개발

넥스모스의 근간은 파킨슨, 알츠하이머, 혈관성 치매 치료제 개발에 있다. 이와 함께 탈모와 피부치료제 쪽의 연구와 프로젝트도 병행하고 있다. 현재 서울대 의대 강재승 교수 연구팀과 압타민랩 3개사가 항바이러스 면역기능 강화 효능에 기반한 코로나19 치료제 개발에 집중하고 있다. 이 프로젝트는 기존에 다른 연구자들과 제약사들이 하고 있는 치료제에 비해 호흡기 점막으로 분무하는 형태로 약물이 개발되고 있다는 것이 차별점이다.

◇자석처럼 특정 물질을 타깃으로 끌어당기는 DNA 압타머

DNA 압타머는 DNA 연구 학계에서 ‘차세대 바이오 의약품’으로 떠오르는 혁신물질이다. 일반 DNA와 달리 DNA 압타머는 특정 물질을 타깃으로 활동해 해당 물질과 결합하는 능력을 갖췄다. 쉽게 비유하자면 자성을 지닌 성분만 끌어당기는 자석과 같은 DNA 물질로 표현할 수 있겠다. 또 압타머는 화학적 합성물질이 아닌 DNA 물질로 인체에 투입해도 체내 면역반응 등 부작용이 거의 없다는 것이 치료제로서의 최대 장점으로 꼽힌다. 우리 회사는 이러한 장점을 활용하여 퇴행성 뇌 질환 치료제를 개발하는 데 툴로써 활용하고자 압타머를 연구하기 시작했다.

◇세계 최초로 비타민C의 산화를 억제하는 ‘압타민 C’ 개발…치료제나 스킨 케어 등으로 개발 가능

우리가 개발한 ‘압타민(APTAMIN)’은 특정 타깃 물질에 특이적 결합 능력을 지닌 DNA 압타머의 특성을 이용해 항산화 물질이 갖고 있는 안정성 한계라는 문제를 극복했다. 압타민은 특정 항산화물질을 유효성을 나타내는 활성형의 형태로 체내에 전달하여 해로운 활성산소를 제거하여 최대를 효과를 내도록 하는 혁신적인 신물질이다. 우리가 알고 있는 가장 강력한 항산화의 일종인 비타민C(아스코르빅액시드)의 산화를 방지할 수 있는 DNA 물질로 이해하면 된다. 비타민C는 세포 노화, 암과 당뇨 등 각종 질병의 원인으로 지목되는 활성산소를 제거해 신체를 보호하는 대표적인 항산화 물질이지만, 공기와 빛, 물, 열 등에 의해 쉽게 산화되는 치명적인 단점을 가지고 있다. 압타민C는 비타민C 입자를 공기와 빛으로부터 안정화하여 그 유효 기간과 항산화 기능을 획기적으로 향상하는 기술로, 이를 이용하여 새로운 형태의 치료제나 식음료 및 스킨케어 등으로 개발이 가능하다.
 

◇압타민C, 특정서열이 아닌 포괄적인 모티프 구조에 대해 특허 획득…배타적 권리 매우 넓게 보장

앞서 말했듯 넥스모스는 지난해에 비타민C의 산화를 방지할 수 있는 원천기술을 개발했다. 비타민C 등의 항산화 물질에 반응해 그 기능을 향상하는 특정서열의 ‘압타머’에 대한 모든 권리를 가지는 물질 특허를 취득했다. 넥스모스가 보유한 압타민C(DNA-압타머) 기술은 기존의 잘 알려진 압타머들과는 달리 항산화 물질의 산화를 억제하는 기능을 가진 세계 최초의 압타머다. 이 부분이 왜 중요한가는 특허 기술의 범위가 매우 크다는 데 있다.

즉, 국내 연구진이나 기업들의 경우 대부분 DNA나 단백질 관련 특허는 특정한 서열로 등록을 받아서 권리 범위가 협소한 것인데 반해서, 넥스모스는 포괄적인 모티프 구조에 대해 특허를 받은 것으로 이러한 권리를 받는다는 것은 기술적으로나 법적으로 원천기술을 확보했다는 것에 큰 의미가 있다고 생각한다. 이런 포괄적인 특허를 받게 되면 제3자의 제품에서 넥스모스에서 개발한 DNA의 특징이 검출되기만 해도 침해를 주장할 수 있는 배타적인 권리가 매우 넓게 보장된다. 또한 압타민C는 미국 FDA의 안전성 인정제도 중 최상위 등급인 GRAS 인정을 받았다. 항산화 DNA물질로 GRAS를 획득한 것은 넥스모스가 세계 최초이며 향후 식품 및 식품 화학물질에 적용되어 원료의 안전성 검증과 상업적으로 가치를 모두 인정받았다고 볼 수 있다. 우리는 비타민C뿐만 아니라 글루타치온, 카테킨, 코엔자임큐텐 등을 지속해서 개발하고 있다.

◇압타머를 이용한 파킨슨병과 치매 치료제 개발, 비 임상 시험 예정

뇌 칠환 치료제 개발은 질환 동물모델에서 유효성을 확인했으며, 임상 1상 진입을 위한 비 임상 독성시험 진입을 앞두고 있다. 현재 파킨슨 및 혈관성 치매에 대해서는 미국 록커스대, 경희대와 공동 연구를 진행하고 있으며, 올해 안으로 관련 논문이 발표될 예정이다. 또한, 20년 치매극복연구개발사업에 뇌 내 약물전달 기술 개발(뇌-혈관 장벽, BBB를 효과적으로 투과하는 DNA 압타머의 개발)에 선정되었으며 강동경희대학교병원과 ‘알츠하이머병 조기진단을 위한 MRI 조영제 개발’ 연구가 21년도 과제로도 선정되어 진행 중이다.
 

◇DNA 원료를 활용한 국내 첫 탈모 방지용 샴푸 ‘셀렉스 샴푸’, 압타머가 모유두 세포 증식

DNA 압타머를 샴푸에 활용, 국내에서는 처음으로 탈모 방지용 샴푸로 상용화해 주목받고 있다. 이 샴푸에서 DNA 압타머의 역할은 특정 단백질과 결합하여 모유두 세포의 증식을 증가시켜주는 역할을 한다. 탈모의 원인 중 하나로 모발생성 억제 단백질인 CXXC5가 꼽히는데, 이 단백질이 체내에 털이 나는 데 꼭 필요한 모유두 세포를 꽉 막고 있어 털이 나지 않게 하는 것으로 알려져 있다. 이때 모유두 세포를 막는 단백질을 타깃으로 결합하는 DNA물질인 넥스모스의 압타머가 체내에 투입되면 윈트 신호 전달계의 활성을 저해하는 역할을 하는 탈모의 원인인 CXXC5 단백질을 부여잡게 되어 탈모 증상을 개선할 수 있는 효과가 있다. 특히, 윈트 신호 전달계라는 세포의 정상적 생성과 소멸에 관여하는 신호가 특정 세포로부터 그 정상 기능을 방해받아 탈모가 발생할 수 있다는 선행연구를 발전시켜 응용했다는 것이 특징이다.

◇압타민C, 아토피 피부염과 가려움증 치료를 위한 물질로 주목

우리가 개발한 압타민C는 항산화 물질의 안정화 기능뿐만 아니라 보습 관리, 주름 개선, 염증 완화에 효과가 있다는 것을 임상시험을 통해 확인했다. 특히 아토피 환자로부터 호평을 받고 있다. 최근 서울대 의대 강재승 교수 연구팀이 압타민C의 피부 염증 및 관련 메커니즘에 대한 항염증 효과를 제시했다. 압타민C가 집먼지진드기(HDM, House Dust Mite)에 의한 염증성 사이토카인 및 교세포 신경성장인자(GDNF, Glial cell-Derived Neurotrophic Factor)의 생성과 분비를 억제함으로써 아토피 피부염(AD, Atopic Dermatitis)을 비롯한 각종 염증성 피부염을 효과적으로 개선할 수 있다는 기전을 밝힌 것이다. 이로써 압타민C는 피부염증, 특히 가려움증 치료를 위한 주목할 만한 물질로 판단된다.

◇시리즈B 투자까지 완료, 올해는 그간의 연구 결과가 성과를 내기 시작하는 원년

대부분의 벤처 기업이 그렇듯, 우리 역시 적절한 시기에 필요한 자금과 인력을 확보하는 것이 힘들었다. 다들 경험이 짧아 많은 시행착오가 있었으나, 이를 바탕으로 고비를 잘 극복할 수 있었다. 혁신의 원동력은 시행착오가 아닐까 싶다.

올해부터는 그동안의 집중적인 연구 결과를 바탕으로 결과물들이 제품화되고, 일차적으로 국내 헬스케어 시장에 진출에 성과를 내기 시작했다. 또한 하반기부터는 국내시장을 넘어 글로벌로 진출하는 원년으로 될 것이다. 현재 넥스모스는 R&D에 집중하고 전략적인 파트너사인 압타민랩과의 제휴를 통해 사업을 하는 구조다. 스킨 더마의 경우 피부과를 중심으로 제품이 판매되고 있으며, 해외 쪽에서도 매출이 발생하기 시작했다. 올해 초 런칭된 탈모 방지용 샴푸에 대한 국내외 반응이 좋아서 국내 면세점 및 해외 대형 유통사와의 계약이 진행되고 있으며, 아마존에서도 상품이 등록되어 있다. 투자의 경우는 시리즈B 투자까지 마친 상태다.
 

◇ROS압타머(압타민)와 BBB를 통과하는 압타머(BBB-Shuttle aptamer)로 세계 시장 노크

넥스모스의 주요 목표 중 하나는 글로벌 진출과 해외기술 이전이다. 이를 위해 올해는 전략적으로 사업과 연구를 같이 하는 파트너들과의 공동의 목표공유와 시너지를 날 수 있는 구조를 만들고자 한다. 

우리는 지속해서 글로벌 학회나 세미나에 참여하여 넥스모스의 연구 성과를 알리고 있다. 치료제 분야에서도 올해부터 퇴행성 뇌 질환 치료제의 본격적인 비임상 연구가 시작될 것이며, 이에 맞춰 기술수출(L/O)의 사업화도 활발하게 진행될 예정이다. 특히 해외의 경우 퇴행성 뇌 질환을 포함한 CNS분야에 세계 빅파마의 관심도가 높다. 넥스모스도 초기 단계이지만 ROS압타머(압타민)와 BBB를 통과하는 압타머(BBB-Shuttle aptamer)로 세계 시장에 노크하고 있다. 또한 스킨 더마 부분에서도 글로벌 코스메틱 기업이 관심을 보여 계속 팔로업하면서 사업의 기회를 보고 있다.

◇내년 상장 목표, 궁극적으로는 난치성 질환 치료하는 DNA 혁신 바이오 신약 연구 매진

넥스모스는 궁극적으로는 인류의 건강을 위협하는 난치성 질환 등을 타깃으로 하는 DNA 혁신 바이오 신약 연구에 매진하는 기업이 되고 싶다. 우리는 현재 헬스케어 사업의 실적을 바탕으로 연구에 투자되는 선순환의 사업의 형태로 혁신적인 DNA 바이오 기업이 될 수 있도록 최선을 다하고 있다. 본격적으로 매출과 연구성과 등 가시적인 결과가 나오는 올해를 기반으로 하여 내년 상장의 목표를 갖고 사업을 추진하고 있으니, 많은 기대와 관심을 부탁드린다.

 

[바이오타임즈=김수진 기자] sjkimcap@biotimes.co.kr