[BIO USA] 비대칭 이중항체·이중타깃 ADC·독성개선 BBB 등 "자체 개발" 플랫폼 기술 발표
정형남 삼성바이오로직스(Samsung Biologics) 바이오연구소장 겸 부사장은 지난 24일(현지시간) 미국 샌디에고에서 열린 바이오USA 기자간담회에서 바이오연구소가 개발하고 있는 플랫폼 기술 개발 현황에 대해 발표했다.
정형남 부사장은 “바이오연구소가 가장 중점적으로 하는 일은 CDMO 비즈니스의 생산성을 올리는 중요한 핵심기술들을 개발하는 것”이라며 “철저한 선택과 집중을 통해 플랫폼들을 셋업해가고 있다”고 설명했다. 바이오연구소는 지난 2022년 7월 설립돼 현재 100여 명의 석·박사급 전문 인력을 주축으로 선행연구를 이어오고 있다.
회사에 따르면 먼저 바이오연구소가 개발하는 핵심 항체플랫폼인 ‘에스-듀얼(S-DUAL®)’은 항체의 한쪽 암(arm) 길이가 더 긴 비대칭 구조를 가진 이중항체 설계 기술이다. 회사는 에스-듀얼의 구조가 위암 또는 유방암 등의 동물모델에서 승인 약물 대비 양호한 효능을 보이는 결과를 확인했고, 인간 IgG 유래 구성요소로 설계해 낮은 면역원성을 확보했다고 설명했다.
에스-듀얼 생산에는 ‘knob-in-hole’ 기술이 적용된다. 이는 CH3 도메인을 중쇄(heavy chain) 또는 경쇄(light chain)의 특정 부위에 배치시켜 페어링 조절이 가능하도록 하는 기술이다. 정 부사장은 이에 대해 “항체 구성요소들이 세포 내에서 랜덤하게 섞이면 원치않는 불순물이 섞인 8가지 타입의 조합이 나타난다”며 “이같은 기술을 통해 에스-듀얼은 원하는 단 한가지 형태만 고순도로 추출해낼 수 있다”고 강조했다.
현재 바이오연구소는 에스-듀얼의 효능을 추가적으로 평가하기 위해 기전을 규명하는 연구를 확대하고 있다. 이와 함께 영장류 실험을 통해 약물 안정성 및 안전성 시험 데이터를 확보 중이며, 플랫폼 확장성 확보를 위해 추가 타깃 발굴도 병행하고 있다.
바이오연구소는 이중타깃 항체-약물 접합체(ADC) 개발에도 중점을 두고 있다. 정 부사장은 현재 글로벌 시장에서 단일타깃 ADC가 가진 효능적 한계와 독성 문제를 극복하기 위해 이중타깃 ADC가 업계의 주요 트렌드로 각광받고 있으며, 많은 빅파마와 바이오텍들이 개발에 나서고 있는 추세라고 짚었다.
바이오연구소 역시 에스-듀얼을 비롯한 다양한 항체 플랫폼을 ADC 개발에 적용하기 위한 선행 연구를 진행 중이다. 특히 약물의 효능과 내성을 결정하는 링커-페이로드는 에임드바이오(Aimed Bio)와 공동개발한 기술을 적용했다. 정 부사장은 “기존 ADC는 암세포에 약물이 침투하더라도 암세포가 이를 세포 밖으로 밀어내는 약물배출펌프(efflux pump) 작용 때문에 약물에 대한 저항성이 생기는 한계가 있었다”며 “에임드와 공동개발한 페이로드를 적용한 ADC는 배출펌프의 영향을 받지 않고 암세포 내부에 지속해서 잔류하도록 설계돼 저항성을 낮추는데 효과를 보인다”고 설명했다. 그는 "표적 항원이 부족한 주변 암세포까지 연쇄적으로 사멸시키는 주변효과(Bystander effect)도 기대하고 있다"고 강조했다.
바이오연구소는 ADC 이외에도 항체-올리고뉴클레오타이드 접합체(AOC), 항체-펩타이드 접합체(APC) 등 다양한 항체접합치료제(AXC) 플랫폼을 구축해 파트너사의 선택 폭을 더욱 넓힐 계획이다.
혈뇌장벽(BBB) 셔틀은 항체치료제의 낮은 뇌투과율로 인한 효능 저하를 최소화하는 기술이다. 다만 기존의 BBB 셔틀 일부에서 적혈구 결합에 따른 독성이 발생하는 등 안전성 측면에서 문제가 보고되고 있다. 바이오연구소는 이같은 한계 극복을 위해 부작용을 개선한 자체 BBB 셔틀 플랫폼을 구축하고 있다. 정 부사장은 “바이오연구소는 주변부 일반 조직에서는 나타나지 않지만 BBB에만 특이적으로 발현되는 신규 타깃과 함께 경쟁약물이 타깃하는 에피토프(epitope)가 아닌 새로운 에피토프를 확보해나가고 있다”고 설명했다.
회사는 이를 통해 적혈구 독성 문제를 극복하고, 높은 뇌투과율을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 향후 해당 플랫폼을 올리고뉴클레오타이드, 항체 등 다양한 모달리티에 적용하는 한편 알츠하이머병(AD)을 포함한 다양한 뇌질환 영역으로 확장해나갈 계획이다.
이어 AAV와 mRNA 등 신규 모달리티에 대한 선행연구 현황 또한 공유됐다. 바이오연구소는 AAV 분야에서 자체 벡터 플랫폼을 기반으로 세포주 개발과 혈청형(serotype) 공정 고도화를 추진 중이다. 또한 mRNA 분야는 발현량, 안전성, 생산비용 등에서 경쟁력을 확보하고 있으며, LNP 기술 내재화를 진행하고 있다고 회사는 설명했다.
이외에도 바이오연구소는 세포주 플랫폼 에스-초이스(S-CHOice®) 및 에스-에이퓨초(S-AfuCHO™), 배양-정제-분석 과정을 단일라인으로 묶는 ‘연속공정(Continuous Processing)’ 기술 등을 개발하고 있다.
정 부사장은 연속공정과 관련, “기존 대량 배치 공정은 1만 리터, 2만 리터 수준의 거대한 탱크와 넓은 공간이 필요하지만, 연속공정은 작은 스케일에서 지속적인 생산이 이뤄지므로 공간과 자재 비용을 획기적으로 줄이고 자동화하기에 용이하다”며 “아직 연속공정 기술은 업계 전체적으로는 기술적 초기 단계에 있으나, 향후 생산 패러다임을 바꿀 수 있는 중요한 기술이라고 생각하고 선제적으로 확보해 나가고 있고 말했다.
삼성바이오로직스는 현재 기존 생산방식과 혼용한 하이브리드 연속공정을 확립했으며, 자동화 및 공정분석기술(PAT)도 내재화했다. 향후 완전 연속공정 기술을 다듬어 파일럿 제조를 개시하고 시장수요에 따라 GMP 설비를 단계적으로 확충할 방침이다.
