차세대 신약개발물질 '엑소좀' 시장 선점 나선 제약바이오

▲아피셀테라퓨틱스 연구원이 AFX 플랫폼 기술을 이용해 연구하고 있다. (사진제공=대웅제약)

차세대 약물 전달체로 약물 효능과 안전성을 높이는 생체유래 엑소좀(Exosome)이 최근 국내 제약바이오업계 화두로 떠오르고 있다. 엑소좀 기반 관련 성과들이 나오면서 바이오업계는 물론 전통 제약사들도 시장 선점에 적극 나섰다.

엑소좀은 세포간 신호 전달 물질로, 단백질과 DNA 등을 포함한 세포 유래 소포체의 하나다. 한국생명공학연구원(생명원)과 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 ‘소포체(엑소좀) 기반 약물전달기술’에 대해 10대 바이오 미래유망기술로 선정하기도 했다. 생명연과 KISTI는 세포유래 엑소좀을 활용해 약물을 목적 세포까지 정확하고 효율적으로 전달하는 기술로, 생체유래물질 특성상 면역원성이 낮아 안전하고 세포 표적화가 용이해 약물전달체로 유망하다고 밝혔다.

주요 기술은 △엑소좀 내 치료물질 탑재기술 △특정 세포 표적기술 △대량 생산·분리·저장기술 등이다. 생명연은 “고령화와 펜데믹 시대에 비침습적, 고효능 안전성을 갖춘 약물 개발 요구를 충족시킬 수 있을 것”이라며 “암, 알츠하이머, 심혈관질환, 간질환 등 활용범위가 확대되면서 초기 시장 선점을 위한 국내 기업들의 진입이 늘고 있다”고 평가했다.

시장전망도 긍정적이다. 시장조사기관 그랜드뷰리서치는 보고서에서 글로벌 엑소좀 시장 규모가 2030년 약 2조6300억 원으로 성장할 것으로 전망했다.

국내 바이오기업들은 엑소좀 원천기술 개발과 임상시험 진입 등 성과를 내고 있다. 대웅제약, 종근당바이오, 메디포스트 등 제약기업들도 엑소좀 기술 기업들과 손을 잡고 공동개발에 나서고 있다.

엑소좀 관련 기업으로 일리아스바이오로직스, 프로스테믹스, 카이노스메드, 엠디뮨, 엑소스템텍 등이 대표적이다. 올해 2월에는 엑소좀 기술개발과 산업 활성화를 위해 21개 바이오기업들이 의기투합해 ‘엑소좀산업협의회’를 발족키기도 했다.

일리아스의 경우 엑소좀 내 약물탑재 자체 개발 플랫폼기술 EXPLOR를 이용 태반을 통과하는 엑소좀 치료제를 개발 중이다. 이달 초에는 심장 수술 후 급성신손상(CSA-AKI) 치료제 ‘ILB-202’ 임상 1상 시험에 대한 호주 인체연구윤리위원회(HREC) 승인을 받았다. 회사 측은 ILB-202는 기존 치료제보다 안전하고 효과적으로 염증반응을 제어하고, 다양한 염증질환에 적용이 가능해 급성신손상을 시작으로 적응증 영역을 확장한다는 계획이다.

엑소스템텍도 국내 임상과 치료제 개발을 본격화했다. 지난 21일 식품의약품안전처에 골관절염 치료제 후보물질 ‘EST-P-EXO1’(CARTISOME)의 국내 임상 1상 진행을 위한 임상시험계획(IND)을 신청했다. EST-P-EXO1은 인체 줄기세포 유래 엑소좀 기반 골관절염 치료제 후보물질이다.

엑소좀 플랫폼 기술기반 복합기능성 엑소좀 치료제 ‘SBI-102’를 개발하고 있는 시프트바이오는 미국 엑소좀 전문생산공정 기업 루스터바이오와 임상용 시료 생산을 위한 전략적 파트너쉽을 체결했다고 27일 밝혔다. ‘SBI-102’는 시프트바이오의 치료용 단백질을 표출한 줄기세포 유래 엑소좀 첫 번째 신약 파이프라인으로, 양사는 FDA 가이드라인을 준수한 미국 임상 1상과 2상용 SBI-102의 GMP 생산공정을 개발하고 이후 임상 3상 및 상용화를 위한 생산 스케일업 기술을 구축할 예정이다.

엑소좀 플랫폼 기술기반 복합기능성 엑소좀 치료제 ‘SBI-102’ 개발하고 있는 시프트바이오는 미국 엑소좀 생산공정 기업 루스터바이오와 임상용 시료 생산을 위한 전략적 파트너쉽을 체결했다고 27일 밝혔다. ‘SBI-102’는 시프트바이오의 치료용 단백질을 표출한 줄기세포 유래 엑소좀 첫 번째 신약 파이프라인으로, 양사는 FDA 가이드라인을 준수한 미국 임상 1상과 2상용 SBI-102의 GMP 생산공정을 개발하고 이후 임상 3상 및 상용화를 위한 생산 스케일업 기술을 구축할 예정이다.

전통 제약사들도 엑소좀 개발에 적극적이다.

대웅제약은 엑소스템텍과 올해 초 줄기세포 유래 엑소좀 치료제 공동개발을 위한 협약을 체결했다. 양사는 대웅제약 ‘DW-MSC’의 줄기세포에서 엑소좀을 추출·정제하는 기술을 확립하고 엑소좀 치료제 확장 연구와 신규 적응증을 공동개발한다. 대웅제약과 영국 아박타사 합작 설립한 아피셀테라퓨틱스도 차세대 엑소좀 기술 개발을 진행한다. 아피셀테라퓨틱스는 ‘엔지니어링 엑소좀’ 치료제 개발을 위한 원천기술을 확보하고, 개념증명(PoC)을 목표로 연구개발을 수행할 예정이다.

종근당바이오는 올해 1월 엑소좀 신약개발 기업 프로스테믹스와 의약품위탁개발생산(CDMO) 계약을 맺었다. 종근당바이오는 공정개발, 제형개발을 통한 CDMO를 수행해 임상의약품을 제조하고, 프로스테믹스는 이를 활용 국내 1호 마이크로바이옴 유래 엑소좀 임상시험을 맡는다. 프로스테믹스의 마이크로바이옴 유래 엑소좀은 경구형 자가면역질환 치료제다.

GC녹십자웰빙도 ‘엑소좀’을 활용한 간질환 연구를 진행 중이다. 지난해 9월 태반 유래 엑소좀의 간세포증식 및 항염증 효능에 대한 국제특허(PCT)를 출원했다. 이 특허는 태반에서 농축된 엑소좀의 특이적인 바이오마커 8종(CD81, CD63등)과 간손상 질환에 대한 간세포 보호 및 항염증 효과 내용을 담고 있다.

메디포스트는 이달 초 엑소좀 기반 신약개발 회사 엑소좀플러스와 줄기세포 유래 엑소좀 기반 질병 치료제 개발을 위한 공동연구 협약을 체결했다. 메디포스트는 엑소좀 치료제 개발을 위한 줄기세포 배양과 생산을 맡고, 엑소좀플러스는 줄기세포에서 엑소좀을 추출해 치료제를 개발한다. 엑소좀플러스는 엑소좀을 적용한 안구 건조증 치료제를 우선 개발하고 신부전증, 황반변성 등으로 대상 병증 확대에도 나선다.

한 제약업계 관계자는 “엑소좀이 새로운 신약개발 물질로 주목 받고 있지만 원천기술 확보, 임상시험 진입, 장기적인 투자도 필요하다”며 긴 호흡이 필수라는 의견을 제시했다. 실제 생명연은 세포치료제 이상의 효능을 갖추면서 안전성이 높은 엑소좀 유래 치료제 승인 시기는 향후 10년 정도로 전망했다. 또한 생명연과 KISTI는 △시장 선점을 위한 엑소좀 내 작용제 탑재 원천기술 확보 △임상 적용을 위한 cGMP 수준 대량생산 가능 기술 확보 △임상시험 성공을 위한 맞춤형 전임상 평가 플랫폼 개발이 필요하다는 의견을 제시했다.