[바이오타임즈] 최근 엑소좀 치료제가 차세대 바이오의약품으로 주목받으면서 각 기업이 공동 개발 형태로 시장 선점을 목표로 하고 있다.

엑소좀은 세포 간 신호전달 물질이다. 30년 전 처음 발견된 엑소좀은 세포에서 노폐물을 제거하는 메커니즘으로 인식됐다가 최근 몇 년 사이 약물 전달체로서의 특성이 점차 밝혀지면서 관심이 급증했다.

특히, 체내에 있는 세포에서 유래하는 물질이기 때문에 부작용이 적고 안전성이 높다는 이유로 차세대 신약 물질로 떠올랐다. 엑소좀은 체내 다양한 체액에 60조 개나 존재하는 나노 크기의 물질로, 세포 투과율이 높아 기존 약물전달시스템이 갖는 낮은 전달률 및 생체적 합성 등 여러 문제점을 극복할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

최근 국내 기업들은 이러한 장점이 있는 엑소좀을 활용해 세포 치료제를 대체하는 것은 물론, 항노화와 항염증, 조직 재생 관련 치료제들을 개발 중이다.

아직 상용화된 엑소좀 치료제가 국내외적으로 없는데, 이는 품질관리와 대량생산이라는 기술적 한계 때문이다.

이에 국내 기업들은 다양한 형태의 공동 연구 개발로 엑소좀 치료 개발에 나서고 있다. 엑소좀 관련 산업은 대기업이 아직 발을 뻗지 않아 성과를 낼 수 있는 부분이 많은 데다가, 무엇보다 글로벌 기업과의 기술 격차가 거의 없다는 점에서 국내 기업 간 공동 개발은 더욱 가속할 것으로 보인다.
 

세계 시장 선점하기 위해 엑소좀 치료제 공동 개발 가속화

대웅제약은 지난 1월 5일 삼성동 본사에서 바이오벤처 엑소스템텍과 줄기세포 유래 엑소좀 치료제 공동 개발을 위한 협약을 체결했다.

엑소스템텍은 2016년에 설립돼 줄기세포 엑소좀을 기반으로 다양한 난치성 질환 치료제를 개발해왔다. 4년 이상의 시간을 투자해 완성도 높은 엑소좀 품질관리 체계 구축 및 대량생산 기술을 확보했으며, 파이프라인으로는 퇴행성 관절염 엑소좀 치료제, 간 섬유화 엑소좀 치료제, 광절단성 단백질 담지 기술 등이 있다.

양사는 대웅제약의 DW-MSC의 줄기세포에서 엑소좀을 추출 및 정제하는 기술을 확립하고, 엑소좀 치료제 확장 연구와 신규 적응증에 대한 공동개발을 진행하게 된다. 또한 엑소스템텍이 보유한 파이프라인의 임상 공동 개발 협력 및 기술이전도 가능하다.

특히 대웅제약은 엑소스템텍의 전략적 투자자(SI)로 참여해 공동개발, 해외 라이선스아웃 등에서도 엑소스템텍과 협력해 나갈 계획이다. 중장기 협력을 통해 새로운 사업모델 구축도 추진한다.

엑소좀 신약 개발기업 프로스테믹스는 마이크로바이옴 신약 개발기업 종근당바이오와 지난 10일 CDMO(의약품 위탁개발생산) 계약을 체결하고, 전 세계 1호 마이크로바이옴 유래 엑소좀의 임상시험을 수행할 계획이다.

프로스테믹스의 마이크로바이옴 유래 엑소좀은 경구형 자가면역질환 치료제로서, IL-6 등 염증성사이토카인을 억제하고, 손상된 장기 회복으로 비임상에서 경쟁 약 대비 뛰어난 치료 효과와 안전성을 확인했다는 설명이다.

종근당바이오는 마이크로바이옴 의약품 전용 생산시설을 구축해 CDMO 사업을 본격화하고 있다. 지난 50여 년간 축적된 미생물 발효와 정제 기술을 활용하여 프로스테믹스의 치료제가 임상시험에 성공하고 상용화토록 지속해서 협력해 나갈 계획이다. 현재 프로스테믹스는 2022년 1분기에 임상 1상 IND 신청을 앞두고 있다.
 

기능 강화 엑소좀 및 약물 전달 플랫폼 기반 신약 개발기업 프리모리스는 아이큐어와 엑소좀 및 DDS 활용 경피 의약품 공동 연구 개발을 위한 상호협력 양해각서(MOU)를 지난해 12월 1일 체결했다.

이번 협약은 엑소좀 신약인 창상 치료제 생산 공정 구축을 마무리한 프리모리스와 독보적인 TDDS(경피 약물전달시스템, Transdermal Drug Delivery System, 이하 TDDS) 기술 및 cGMP급 패치제(첩부제) 생산 공장 시설을 보유하고 있는 아이큐어 간의 패치제 형태의 창상 치료제 경피 의약품 연구개발 및 생산 협력을 주요 내용으로 한다.

프리모리스는 제대혈 줄기세포 유래 엑소좀을 활용해 신약을 개발하는 세계 최초의 기업으로 자체 개발한 ‘기능 강화 엑소좀(ExoPlus™)’을 활용해 창상 치료제, 탈모치료제, 폐렴 치료제를 개발 중이며, 생체친화적 DDS인 NAnoCourier™(약물전달 플랫폼) 기술을 구축하고 이를 기반으로 폐암 치료제를 개발하고 있다.

아이큐어는 TDDS 개량신약 개발 및 패치제 전문 생산 기업으로 지난 2018년 완주에 cGMP급 제약 공장을 완공하여 KGMP 인증을 받았고, 올해 11월 세계 최초로 도네패질 패치 품목허가 승인을 획득하여 22년 생산을 앞두고 있다.

프리모리스는 창상 치료제 생산 협력을 시작으로 화상은 물론 일반상처 엑소좀 치료제 개발 및 약물전달 플랫폼(DDS Platform) 기술인 NAnoCourier™를 활용한 의약품 연구개발까지 아이큐어와 협력함으로써 세계 최초 엑소좀 신약 개발이 성공할 수 있도록 최선을 다하겠다는 계획이다.
 

퍼슨은 지난해 11월 18일 씨케이엑소젠과 ‘엑소좀 비강분무형 코로나19 백신 및 의료기기’ 공동 개발을 위한 협약을 체결했다.

엑소좀 대량생산 기술 특허를 보유하고 있는 씨케이엑소젠은 세계 최초로 개발한 엑소좀 플랫폼 주사형 코로나19 백신 ‘CKV21’의 제형을 비강분무형으로 추가해 ‘CKV21S’ 비강분무형 백신 및 의료기기를 퍼슨과 공동 개발하기로 했다.

퍼슨은 ‘빨간약’으로 유명한 외피소독제 포비딘을 개발한 회사로, 현재 천안시 소재 공장부지에 250억을 투자해 기존 의약품 제조라인과 시너지를 낼 수 있는 새로운 제형의 의약품 GMP 공장 증설을 추진 중이다. 특히, 분무형 스프레이 의약품 제조 경험이 풍부해 향후 제품개발에 속도가 붙을 예정이다.

일리아스바이오로직스는 엑소좀 기반 치료제 개발을 목표로 지난해 11월 분당서울대병원 신약 개발 바이오이미징 융합기술센터와 약물전달시스템 공동 연구개발을 위한 업무협약을 체결했다.

엑소좀 기반 신약을 연구 개발하는 일리아스와 분자 영상기법을 활용한 신약 개발 솔루션을 제공하는 바이오이미징센터는 공동연구를 통해 양측의 핵심기술과 자원을 활용해 엑소좀 기반 치료제를 개발하는 것을 목표로 한다.

핵 의학 분자 영상기술은 엑소좀을 포함한 나노입자의 생체 내 분포 및 엑소좀이 탑재한 약물의 효능을 시각적·정량적으로 평가할 수 있도록 해주는 융합 신기술이다. 이 기술을 통해 치료용 엑소좀이 체내에서 어떻게 흡수, 대사되고 배설되는가를 확인해 생체 내 분포는 물론 효능 및 부작용까지도 예측하고 평가할 수 있을 것으로 기대한다.

양 기관은 동위원소를 활용하는 연구도 함께 추진함으로써 신약 개발 과정의 필수 요건인 후보물질의 생체 내 분포와 효능까지 정확히 예측하고 평가하는 새로운 기술을 개발할 예정이다.

아울러 바이오이미징을 이용한 엑소좀 신약 개발 공동 연구의 새로운 과제를 발굴, 임상‧비임상 시험에 대한 자문을 제공하며 엑소좀 신약 개발에 필요한 양 기관의 시설, 장비, 인력 등 자원을 공동 활용해 보유 기술을 발전시키고 업무 교류를 폭넓게 진행할 방침이다.

다중표적 엑소좀에 대한 원천기술을 보유한 바이오벤처 타임바이오는 한국콜마홀딩스와 다중 표적 엑소좀 플랫폼 기술을 기반으로 한 공동 연구를 진행 중이다.

타임바이오는 다중표적 엑소좀 플랫폼을 활용한 난치성 암 치료제와 류마티스 관절염, 다중 항원 로딩 백신 등 다양한 신약 개발을 전문으로 한다.

이번 협약 체결에 따라 양사는 △다중표적 엑소좀 플랫폼을 이용한 의약품, 의료기기, 화장품 개발 공동 연구 △엑소좀 유래 기술 기반 학술 및 정보에 대한 공동 활용 및 자문 △엑소좀 유래 기술과 마이크로바이옴 소재를 접목하여 식품, 건강 기능성 식품, 의약품, 화장품 개발 공동 연구 등을 추진하게 된다.

타임바이오는 태아 발달과 연계된 제대혈에서 새롭게 발견한 ‘DLC(Dynamic Link Cell) 세포’ 유래 엑소좀을 활용한 플랫폼을 연구 개발하고 있다. 회사가 세계 최초로 발견한 DLC세포 획득 원천기술에 관해서는 지난해 4월 특허등록을 완료했다.

국내외 엑소좀 개발 업체들은 대부분 인체의 뼈, 연골, 지방 등으로 분화할 수 있는 중간엽 줄기세포(MSC)에서 나오는 엑소좀을 다루고 있지만, 타임바이오는 태아 발달과 연계된 제대혈에서 새롭게 발견한 DLC세포에서 유래한 엑소좀을 활용한 플랫폼 및 이를 이용한 바이오신약 연구개발을 추진하고 있는 것이 가장 큰 차이점이다.

단백질 공학 전문 바이오기업 피앤피바이오팜은 건국대학교 KU융합과학기술원과 ‘줄기세포 배양에서 피앤피바이오팜 고안정성 인간 염기성 섬유아세포 성장인자(이하 PnP-성장인자)의 효능 비교 연구를 통한 줄기세포 및 엑소좀 치료제 공동 개발’을 진행하고 있다.

피앤피바이오팜은 PnP-성장인자의 제조 및 공급을 통한 줄기세포 및 엑소좀 배양 배지 시장 선점에, KU융합과학기술원은 다양한 줄기세포 배양에서 PnP-성장인자의 효능 비교 연구를 통한 줄기세포 및 엑소좀 치료제 개발 프로세스 구축에서 시너지를 얻을 것으로 예상된다.

피앤피바이오팜 대표이사인 신항철 박사는 “이번 협력으로 고안정성 PnP-성장인자가 첨가된 배양 배지를 채택함으로써 고효율로 고품질의 줄기세포 및 엑소좀 치료제를 확보할 수 있게 되었다”라며 “이번 협력으로 자사에서 개발한 고안정성 인간 성장인자가 첨가된 배양 배지가 상용화되어 우리나라가 세포치료제 개발에서 글로벌 경쟁력을 갖추는 데 일조하기를 바란다”라고 밝혔다.

[바이오타임즈=정민아 기자] news@biotimes.co.kr

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