미토콘드리아 新藥 開發 ‘파이안바이오테크놀로지’
細胞內 ‘에너지工場’ 미토콘드리아, 正常인 줄기細胞서 抽出-培養한 後
患者에 投與하는 治療法 最近 關心… 파이안, 多發性筋炎 治療劑 開發中
昨年 첫 商業臨床 承認돼 投藥 突入… 臨床試驗龍 藥品 生産施設度 構築
限規範 代表理事(오른쪽)가 새로 注入한 미토콘드리아가 細胞 內에 자리를 잘 잡았는지를 觀察하며 硏究員과 意見을 나누고 있다. 파이안바이오테크놀로지 提供
미토콘드리아는 우리 몸 細胞 內에 있는 작은 機關이다. 細胞가 必要로 하는 에너지(ATP)를 生成하고 炎症을 調節하는 役割을 한다. 그런데 이 미토콘드리아의 에너지 生成 過程에 問題가 생기면 다양한 臟器에서 異常 症狀이 나타난다.
미토콘드리아 疾患은 1萬 名 中에 1名 程度 發病하는 稀貴疾患이다. 에너지가 많이 必要한 腦, 神經 및 筋肉 系統의 異常으로 제대로 걷지도 못하고, 앉지도 못하고, 呼吸이 不安해지는 症狀이 特徵的이다. 診斷이 쉽지 않아 제대로 病名을 알지 못하는 狀態로 지내는 境遇도 많다. 이 밖에도 미토콘드리아 以上이 影響을 끼치는 疾病은 많다. 예컨대 糖尿나 難聽 患者 中에서도 미토콘드리아 以上이 主要 原因인 境遇가 있을 程度다.
最近 미토콘드리아 疾患 治療에 對한 새로운 接近이 試圖되고 있다. 細胞에서 分離한 미토콘드리아를 利用해 稀貴疾患과 慢性疾患을 治療하려는 試圖가 그런 것들이다. 2019年 엄마의 미토콘드리아를 患者의 血液줄기細胞에 넣어 피어슨症候群(貧血과 膵臟 分泌 機能 異常 等을 보이는 多發的 前身 異常症) 治療에 利用한 이스라엘의 ‘미노非我 테라퓨틱스社’와 2018年 患者 組織에서 分離한 미토콘드리아를 心臟 損傷 部位에 注入해 虛血性 心臟疾患을 治療한 美國 보스턴 兒童病院 等이 있다.
○ ‘PN-101’ 國內 여러病院서 臨床 始作
서울 중구에 있는 파이안바이오테크놀로지(代表理事 限規範)는 胎줄 由來 줄기細胞에서 分離한 미토콘드리아로 新藥 開發에 挑戰하고 있다. 사람의 胎줄에서 줄기細胞를 뽑아 培養 增殖한 뒤 여기에서 미토콘드리아만 分離해 내어 患者에게 靜脈 投與하는 方式이다. 가장 開發 速度가 빠른 파이프라인은 自家免疫性 稀貴疾患인 多發性筋炎·皮膚筋炎 治療劑로 開發 中인 ‘PN-101’이다. 서울大病院 류마티스內科 李銀榮 敎授 팀과 3年間 共同 開發한 뒤 昨年 6月 食品醫藥品安全處로부터 臨床(1/2a)試驗 計劃을 承認받았다. 이는 사람 줄기細胞에서 分離한 미토콘드리아를 臨床에서 使用하는 世界 첫 商業 臨床이다. 最近 첫 對象者 投藥이 이루어졌다. 現在 食品醫藥品安全處로부터 多器官 臨床으로 試驗 計劃이 變更 承認돼 한양대병원(류마티스內科 유대현 敎授), 順天鄕大서울病院(류마티스內科 김현숙 敎授)에서도 臨床이 進行될 豫定이다.
多發性筋炎·皮膚筋炎은 正確한 發病 棋戰 및 原因이 밝혀지지 않은 稀貴疾患으로 炎症性 筋肉病症에 屬한다. 多發性筋炎은 목과 어깨 허리 엉덩이 다리 等의 筋肉이 炎症反應으로 弱化되는 疾病이다. 椅子에서 일어나거나 階段을 올라가는 動作, 머리를 빗는 動作 等이 어렵게 된다. 皮膚筋炎은 筋力 低下에 앞서 매우 特徵的인 皮膚 發疹이 먼저 나타나는 特徵이 있다. 제대로 된 治療劑가 없어 새로운 治療劑가 切實한 狀況이다. 파이안바이오는 本格的인 미토콘드리아 治療劑 臨床試驗을 위해 自體 臨床試驗用 醫藥品 生産施設을 갖추고 있다. 向後 다른 미토콘드리아 關聯 難治性 疾患으로도 適用을 擴大할 豫定이다.
○줄기細胞 硏究하다 미토콘드리아로 關心
限規範 代表가 미토콘드리아 活用 治療劑 開發에 關心을 가진 것은 다리로 피가 적게 흐르는 夏至虛血 疾患을 가진 動物을 對象으로 줄기細胞와, 줄기細胞에서 分離한 미토콘드리아로 效能을 比較하는 實驗 論文 德分이었다. 미토콘드리아의 效能이 훨씬 좋게 나왔다. 韓 代表는 “줄기細胞 治療는 效果가 있으나 正確한 棋戰이 밝혀진 것은 아니고 줄기細胞가 어떤 患部에서 어떤 再生 機能을 돕는다는 程度로만 알려져 있었는데, 그 再生의 核心에 미토콘드리아가 있을 수 있다는 論文들과 自體 基礎硏究에 基盤하여 미토콘드리아 硏究를 始作했다”고 말했다.
줄기細胞가 自身의 健康한 미토콘드리아를 損傷된 다른 細胞에 傳達해 代謝 機能을 復舊시킨다는 內容의 論文이 多數 發表되고 있다. 마치 患者에게 輸血을 해 주듯이 한 細胞가 다른 細胞에 미토콘드리아를 넘겨주는 것이다.
韓 代表는 2013年 10月 파이안바이오를 設立하고 2016年부터 本格的으로 미토콘드리아를 活用한 治療劑 開發에 나섰다. 韓 代表는 서울대를 나와 美國 어바인 캘리포니아대(UC어바인)에서 博士學位를 받았고 LG生命科學 責任硏究員, 차바이오텍 바이오開發本部長 社長 等을 지냈다. 韓 代表를 包含해 總 24名의 파이안바이오 任職員은 博士 5名, 碩士 12名, 學事 7名이다. 常任顧問인 이홍규 서울대 醫大 名譽敎授는 미토콘드리아學會 名譽會長을 맡고 있다.
줄기細胞에서 抽出한 미토콘드리아를 治療劑로 活用하는 것은 처음이어서 미토콘드리아 製造 工程 技術과 劑形, 治療 部分에서 特許를 잇달아 出願하였다. 外來 미토콘드리아를 細胞로 傳達하는 方法, 分離된 미토콘드리아를 包含하는 注射用 組成物 等 10個의 特許를 國內는 勿論이고 海外에도 登錄했고, 7件은 出願된 狀態다.
파이안바이오는 動物實驗에서 分離된 미토콘드리아를 血管에 注入했을 때 螢光蛋白質이 附着된 미토콘드리아가 모든 臟器 部位에서 發見됐고, 細胞 안으로도 들어가 있음을 確認했다. 特히 損傷된 部位로는 더 많은 미토콘드리아가 들어간다는 事實을 最初로 觀察하기도 했다. 또 移植된 健康한 미토콘드리아가 炎症 反應을 抑制한다는 것을 밝히고 論文으로도 發表했다.
○하나벤처스 等서 現在까지 120億 投資
파이안바이오는 미토콘드리아를 活用해 免疫細胞 治療劑도 開發 中이다. 癌 患者의 허약해진 免疫細胞에 미토콘드리아를 注入해 活性化시킨 뒤 癌 患者에게 다시 넣어 주는 槪念이다. 癌細胞 殺傷 能力을 向上시킨 特許를 保有하고 있으며, 癌細胞를 標的으로 하는 能力을 追加한 免疫細胞 治療劑도 開發 中이다.
더 나아가 癌細胞만 死滅시키는 變形된 미토콘드리아度 만들 計劃이다. 細胞 內로 잘 들어가는 미토콘드리아의 特性을 活用해 미토콘드리아 表面에 特定 癌을 찾아가는 抗體를 附着시키고 旣存의 細胞毒性 抗癌劑를 含有하게 한 變形된 미토콘드리아로 癌細胞를 死滅시키는 方式이다.
血小板에서 抽出한 미토콘드리아를 添加한 長期(臟器) 保存液度 開發 中이다. 미토콘드리아가 添加된 保存額이 細胞 死滅을 抑制해 臟器 機能 保存에 效能이 있다는 것을 確認했고, 特許 出願 中이다.
現在까지 파이안바이오에는 韓國投資파트너스, 하나벤처스, 타임폴리오資産運用이 120億 원을 投資했다. 臨床 및 非臨床 試驗을 擴大하기 위해 必要한 시리즈B 投資는 5月 末까지 마무리할 豫定이다. 韓 代表는 “보라매病院 耳鼻咽喉科 박민현 敎授 팀과 騷音性 難聽 動物實驗에서도 鼓舞的인 改善 結果가 나오는 等 미토콘드리아를 活用한 治療劑 市場의 可能性은 넓다”며 “國內外 有名 製藥 企業들과 共同 開發과 技術 移轉 契約을 積極 推進할 計劃”이라고 밝혔다.
허진석 記者 jameshur@donga.com
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