[바이오타임즈] ‘엑소좀’(Exosome)이 2022년 바이오 업계의 새로운 모달리티(Modality, 치료 접근법)으로 각광 받고 있다.

엑소좀은 약 60조 개에 이르는 인체 내 세포끼리 신호를 주고받는 지름 50~200㎚(나노미터)의 동그란 입자다. 처음에는 세포에서 노폐물을 제거하는 메커니즘으로 인식됐다가 약물 전달체로서의 특성이 점차 밝혀지면서, 엑소좀 기반 기술을 연구·개발하는 기업이 급증하고 관련 시장도 폭발적으로 성장할 것으로 전망되고 있다.

특히 아직 기술의 태동 단계로 전 세계적으로 개발 속도의 격차가 크지 않다는 점도 국내 기업엔 매력적이다. 미국 그랜드뷰리서치에 의하면 2030년 엑소좀 치료제 글로벌 시장 규모가 22억 8,000만 달러(한화 약 2조 7,000억 원)에 달할 것으로 전망되지만, 아직 상용화된 엑소좀 치료제는 국내외적으로 없다. 전 세계 여러 바이오 기업들이 엑소좀 개발에 뛰어들고 있지만, 품질관리와 대량생산이 어려워 진입 장벽이 높다.

개발 진행이 가장 앞선 회사는 미국 코디악 바이오사이언스(Codiak BioSciences)와 영국 에복스 테라퓨틱스(Evox Therapeutics) 등으로 아직 임상 1상 단계다.

이러한 가운데 국내 엑소좀 치료제 개발 기업 ‘브렉소젠’이 올해 3분기 미국 FDA IND 신청을 계획하고 있어 기대감을 높이고 있다. 브렉소젠 김수 대표로부터 독자 개발한 엑소좀 플랫폼의 특징과 미국 임상 계획, 그리고 글로벌 시장에서의 경쟁력에 관해 들어보았다.
 

◇브렉소젠은 어떤 회사인가요

브렉소젠은 줄기세포의 치료 효과는 줄기세포 자체가 아닌 세포에서 분비되는 ‘엑소좀’이라는 것을 여러 연구를 통해 확인하고, 기존 줄기세포치료제의 한계를 극복할 수 있는 엑소좀 치료제 개발을 위해 2019년 3월에 설립됐습니다.

서울아산병원 줄기세포센터 부소장을 지낸 저(김수 대표)는 줄기세포 및 엑소좀 연구 분야에 20년 이상의 경력을 지녔으며, 국내외 대학, 병원, 기업과 CRO 등에서 신약 개발에 필요한 전주기 역량을 보유하고 있습니다. 오승택 부사장은 여러 제약사에서 다양한 의약품의 단계별 개발에 대한 풍부한 경험이 있으며, 그 외 유효성/기전 연구, 전임상 연구, 공정개발 연구 그리고 임상 개발 등 바이오의약품 개발의 핵심 기술을 보유한 각 분야의 전문가들로 구성되어 엑소좀 치료제 개발을 활발하게 진행하고 있습니다.

◇엑소좀 치료제 개발에 관심을 두게 된 계기가 있나요

화학·합성신약의 한계를 전망하고 장기간 줄기세포를 연구해왔습니다. 그런데, 연구를 지속하면 할수록 줄기세포치료제가 가지는 효력의 근간은 줄기세포 자체에서 분비되는 ‘엑소좀’이라는 사실을 확인하게 됐습니다. 엑소좀 치료제 개발의 큰 어려움으로 여겨졌던 엑소좀의 안정성과 균질성 확보, 대량생산 등의 한계를 자체 개발한 BG-Platform(BG-플랫폼) 기술로 극복하면서 엑소좀 치료제 개발에 대한 가능성을 확신하게 됐습니다.

◇브렉소젠이 자체 개발한 BG-Platform만의 특별함은 무엇인가요

BG-Platform은 ‘고효율 기능향상 줄기세포주 개발’, ‘엑소좀 내 유효성분 조절’ 그리고 ‘줄기세포 엑소좀의 고순도 대량 분리 및 생산’에 관한 노하우가 유기적으로 결합된 기술입니다. 이 플랫폼은 다양한 질환으로의 확장성을 갖기 때문에 여러 질환을 대상으로 하는 다양한 엑소좀 치료제 개발이 가능합니다. 즉, 요구되는 기전별로 다양한 엑소좀 기반의 신약후보물질을 지속해서 개발할 수 있는 플랫폼 기술입니다. 기존의 Naïve exosome 기술 또는 cargo-loading exosome 기술 등이 갖는 한계를 극복할 수 있는 경쟁력을 갖고 있습니다.
 

◇BG-Platform을 기반으로 한 브렉소젠의 파이프라인을 소개해주세요

BG-Platform을 이용해 생산된 프라임드 엑소좀(Primed Exosome)을 기반으로 아토피성피부염, 심근경색증, 비알코올성 지방간질환(NASH) 등의 파이프라인을 구축하고, 해당 질환의 치료제 개발에 매진하고 있습니다.

△아토피성피부염 치료제(BRE-AD01)는 Th2 면역조절 및 피부장벽 재생 기전을 기반으로 엑소좀의 장점(도포 가능, 농도 조절 용이)을 이용하여 아토피 피부염의 근원적 치료가 가능한 치료제를 개발 중입니다. △심근경색증 치료제(BRE-MI01)는 손상된 심근 세포 및 심장조직 재생을 촉진하는 유효성분을 포함하는 엑소좀 치료제로 개발 중이며, △비알코올성 지방간질환 치료제(BRE-NA01)는 간 조직 재생 촉진, 지방축적(Steatosis) 억제, 염증(Inflammation) 억제, 섬유증(Fibrosis) 억제 등 4가지 약리 기전을 가진 엑소좀 치료제입니다. △ 기타 항암 및 퇴행성 뇌 질환 등 다양한 질환의 파이프라인화가 진행 중입니다.

◇창업 3년 만에 많은 성과를 거둔 것 같습니다

무엇보다 BG-Platform 기술을 확립하고, 이를 통해 주요 파이프라인에서 엑소좀이 가지는 유효성 및 기전을 증명했다는 점, 그리고 국내 CMO와 함께 의약품 수준의 엑소좀 생산에 대한 기준을 정립함으로써 엑소좀 치료제 개발 및 사업화 기반을 마련했다는 것이 가장 큰성과가 아닐까 합니다. 이러한 성과는 보건복지부의 첨단의료기술개발사업, 과학기술정보통신부 및 보건복지부의 범부처재생의료기술개발사업의 R&D과제 선정과 창업진흥원 아기유니콘200, 벤처기업협회 스타트업 우수기업 선정 등을 통해 그 우수성이 입증된 바 있습니다. 사업적 측면에서의 성과라고 한다면 한국산업은행, 한국벤처투자, 한국투자파트너스 등 국내 유수의 투자 기관으로부터 200억 원 이상의 투자를 유치함으로써 사업을 안정적으로 운영할 수 있는 기틀을 마련했다는 점입니다.

◇올해 3분기 내 국내 기업 최초로 미국에서 엑소좀 기반 아토피피부염 치료제 ‘BRE-AD01’의 임상 1상에 돌입한다고 들었습니다. 임상 계획에 대해 말씀해주세요.

BRE-AD01는 엑소좀을 생산하는 줄기세포인 BxC에 프라이밍 팩터를 이용하여 면역억제 기능이 향상된 줄기세포에서 생산된 엑소좀(BxC-I17e)을 이용하여 아토피 피부염을 개선하는 엑소좀 치료제입니다. 엑소좀 처치군에서 피부 재생 및 면역억제 효능이 유의적으로 향상되었으며, 경피 투여 시 수분 손실량, 증상점수 및 침윤 세포 수가 유의적으로 감소하는 효과를 확인했습니다. 또한, 엑소좀은 체내 안정성이 우수하므로(3개월~수년간 장기 보관 가능) 주사, 경구투여, 연고 등 다양한 제형으로도 개발 가능해 주기적으로 치료하지 않으면 재발되는 아토피성 피부염에 근원적 치료제가 될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

BRE-AD01은 올해 3분기 미국 FDA IND 신청 예정이며, 2023년 내 1상 임상시험 완료를 목표로 하고 있습니다.
 

◇엑소좀 연구에서 가장 어려운 점은 무엇이며, 브렉소젠은 어떻게 해결하고 있나요

그간 균일한 품질의 엑소좀을 대량으로 생산하는 것이 엑소좀이 치료제로 개발되는데 가장 큰 장애였습니다. 브렉소젠은 유도만능줄기세포가 중간엽줄기세포로 분화하기 이전 단계에서 특정 조건에 따라 선별한 전구세포 단계를 조절해 매우 균질한 중간엽줄기세포를 개발하고, 이를 이용해 균질한 엑소좀을 생산하고 있습니다. 여기에 엑소좀 성분 조절을 위해 사용되는 프라이밍 팩터(Priming Factor)는 엑소좀의 생산량을 더욱 증가시킵니다. 이러한 고유한 엑소좀 생산에 특화된 세포주와 엑소좀 성분 조절 기술을 이용해 고효율로 균질한 의약품 수준의 엑소좀을 대량 생산할 수 있게 됐습니다.

◇국내 엑소좀 기업의 연구 수준은 세계 수준과 비교해서 어느 정도라고 보나요

국내외 엑소좀 개발 단계는 아직 초기 임상이 진행되는 정도이지만, 대형 글로벌 제약·바이오 기업에서 큰 관심을 갖고 기술이전이나 공동연구 등이 진행되고 있습니다. 앞으로 엑소좀 치료제 개발에 대한 국가 간, 기업 간 경쟁은 더욱 치열해질 것으로 전망되는데, 이러한 관점에서 초창기인 엑소좀 치료제 개발 시장에서 국내 기업의 수준은 해외 기업과 대등하다고 할 수 있습니다. 여기에 관련 분야에 관한 정부의 규제 완화 및 연구개발·사업화 지원, 민간 기업 간의 활발한 오픈이노베이션 등이 뒷받침된다면 우리나라가 글로벌 엑소좀 치료제 시장에서 충분한 우위를 선점할 수 있다고 생각합니다.

◇2년 연속 범부처재생의료기술개발사업에 선정됐는데, 해당 과제의 개발 계획은?

범부처재생의료기술개발사업으로 당사에서 진행 중인 연구는 총 2건으로 2021년 선정된 ‘심근경색증 치료제 개발’과 최근 선정된 ‘비알코올성지방간질환 치료제 개발’입니다.

‘비알코올성지방간질환 치료제 개발’ 연구는 BG-Platform 기술을 이용해 비알코올성 지방간질환의 혁신적 치료법을 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 당사는 BG-Platform 기술을 활용해 비알코올성 지방 간질환 제어에 특화된 엑소좀인 ‘BxC-V37e’를 개발했고, 이 물질은 지방 침착, 염증 반응 억제, 섬유화 억제, 손상된 간 조직 재생 및 간 기능 향상 등에 뛰어난 효과를 확인했습니다. 이번 과제에서는 ‘BxC-V37e’ 엑소좀의 비알코올성 지방간질환의 치료 효능을 추가 검증하고, 역가 지표 선정, 안전성 검증 및 모니터링 기술 등을 개발해 임상 1상 IND를 신청하고 임상 적용을 진행하는 내용입니다. 본 과제는 4년간 진행될 예정이며, 총연구비는 17억 4,200만 원입니다.

◇앞으로 엑소좀 치료제 시장의 발전성은 어떻게 전망하나요

엑소좀은 2010년 이후 관련 연구 논문 및 특허 출원 수가 급속도로 증가하고 있습니다. 엑소좀 치료제 개발을 위한 초기 임상 연구를 시작하거나 시작을 준비하는 기업들이 나타나고 있습니다. 이처럼 이제 엑소좀 기술은 가능성 탐색 단계를 넘어 실제 치료제 개발이 구현되고 있는 단계입니다. 각기 다른 기술이 반영된 엑소좀은 심장혈관계 질환, 신경계 기능 이상, 신장 손상, 면역 관련 질환 및 각종 종양 제어 효과 등의 다양한 연구에서 유효성이 보고되고 있어, 기존 치료제가 갖고 있던 한계를 극복하며 새롭게 바이오의약품 내 한 섹터를 차지할 것으로 생각됩니다. 앞서 언급한 바와 같이 향후 엑소좀 치료제의 시장 규모는 2030년 22억 8,000만 달러(한화 약 2조 7,000억 원)에 달할 것으로 예상되면서 엑소좀 치료제 개발에 대한 국가 간, 기업 간 경쟁은 더욱 치열해질 것이며, 그 과정에서 멀지 않아 첫 엑소좀 치료제가 상용화될 것으로 생각됩니다.
 

◇브렉소젠의 운영 자금은 어떻게 조달되며, 향후 투자유치 계획은 무엇인가요

2021년까지 한국산업은행, 한국벤처투자, 한국투자파트너스 등 국내 유수의 투자 기관으로부터 200억 원의 누적 투자를 유치했습니다. 투자금은 주요 파이프라인의 미국 FDA IND 승인 및 R&D 역량 강화에 사용될 예정입니다. 또한, BRE-AD01의 IND 이후에는 조기 기술이전 및 국내외 제약사와의 개발 협력 등을 통해 신약 개발 전반에 소요되는 자금부담을 분산하고, 시리즈C 투자유치를 통해 연구개발에 드는 추가 비용을 충당할 예정입니다.

◇회사 운영과 연구개발을 해오시면서 겪었던 위기나 어려움은 어떻게 극복했나요

엑소좀을 기반으로 하는 새로운 개념의 치료제를 개발하면서 관련 연구 기반이 부족하다 보니, 이를 하나하나 정립해 나가며 연구개발을 진행해 나갈 수밖에 없었습니다. 특히, 바이오벤처의 투자 붐 속에서도 신규 물질인 엑소좀이 가진 가능성을 투자자에게 소개하고 이해시키는 데 많은 노력을 해야 했습니다. 이때마다 당사 구성원 모두는 우리가 가는 한 걸음이 길이 된다는 각오로 정제된 역량을 집중했고, 이러한 거름들이 현재의 브렉소젠이 존재하는 기반이 되었다고 생각합니다. 앞으로도 당사는 우리에게 주어진 사명을 구성원 각자의 목표로 삼고, 우리나라가 엑소좀 치료제 개발의 선두주자가 될 수 있도록 최선을 다할 예정입니다.

◇브렉소젠의 단기 목표와 해외 진출 계획, 그리고 장기적 비전은 무엇인가요

올해에는 BRE-AD01의 미국 FDA IND 신청과 1상 임상시험 진입이 가장 큰 목표이며, 이후부터는 1년에 1개의 후속 파이프라인의 IND 신청을 통해 임상에 진입하는 것을 목표로 하고 있습니다. 미국에서 임상 연구를 진행하며 해외 진출에 필요한 네트워킹을 구축해 나갈 예정이며, 향후 글로벌 제약기업과의 기술이전 및 국제협력 등을 통해 다양한 해외 진출 전략을 구사할 예정입니다.

브렉소젠은 많은 제약·바이오 기업들과 협업으로 다양한 적응증의 엑소좀 치료제를 개발하고, 이를 통해 많은 질병으로부터 고통받고 있는 환자들이 더욱 건강한 삶을 영위해 나갈 수 있도록 지원하는 글로벌 신약 개발 기업이 되는 것이 최종 목표입니다.

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

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