자체 플랫폼 기술 통해 치료용 단백질 탑재시킨 엑소좀의 치료 효과를 과학적으로 입증,
임상 치료제로서의 성공 가능성 높여
세브란스 정경수 교수, “일리아스의 엑소좀이 성공적으로 개발된다면 패혈증과 그 연관 질병의 치료제로서 매우 중요한 위치를 확보할 것으로 기대된다”
최철희 대표, “앞으로 남아있는 개발과정을 가속화하여 패혈증으로 고통받는 중증질환자들을 위한 혁신신약(First-In-Class)을 조기에 내 놓을 수 있도록 하겠다”
㈜일리아스바이오로직스(대표 최철희, 이하 ‘일리아스’)는 자사의 엑소좀 기반 패혈증 치료제의 연구성과가 국내 시각 4월 9일 새벽 영향력지수 12.8의 저명한 국제학술지인 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재되었다고 밝혔다.
연세대학교 병원 호흡기내과 팀과 카이스트 의과학대학원 신의철 교수 팀 및 일리아스가 공동으로 참여한 본 연구는 일리아스 자체 기술을 통해 염증반응 억제 단백질을 탑재시킨 엑소좀의 패혈증 치료 효과를 보여줌과 동시에 그 작용기전까지 명확히 밝힘으로써 엑소좀 기반 첨단 신약개발의 성공 가능성을 한층 높였다.
연구팀은 염증 활성화에 주된 역할을 하는 NF-κB의 작용을 억제하기 위해 srIκB(super-repressor IκB) 단백질을 엑소좀에 탑재하였고 이를 패혈증 동물모델에 적용한 결과 엑소좀을 투여한 동물에서 생존율이 뚜렷하게 증가하는 것을 확인하였다.
또한 체내 투여된 엑소좀이 표적 세포인 호중구(neutrophil)와 대식세포(macrophage) 내부로 10분 내에 전달되어 염증 반응을 빠르게 감소시키는 것도 확인하였는데 이는 신속한 치료가 매우 중요한 패혈증의 치료제로서 그 가치를 기대해볼 수 있다. 또한 패혈증의 높은 사망률과 밀접한 연관이 있는 대표적 합병증인 신장손상(kidney injury)도 50%까지 감소시켰으며 비장, 신장, 간에서 호중구 침착이 줄어드는 것도 확인하였다.
뿐만 아니라 혈관벽을 이루고 있는 내피세포를 이용한 실험에서도 srIκB를 탑재한 엑소좀이 염증성 사이토카인과 케모카인의 수준을 현저히 떨어뜨렸다. 이는 세포내로 전달된 srIκB가 NF-κB를 억제함으로써 면역 활성화 물질 분비를 막았기 때문인데 이러한 결과는 srIκB가 탑재된 엑소좀이 사이토카인 폭풍을 막는 중요한 열쇠가 될 수 있음을 시사한다.
연세대학교 세브란스병원 호흡기내과 정경수 교수는 “본 연구는 잠재적 패혈증 치료제로서 srIκB 탑재 엑소좀의 작용기전을 명확하게 제시하였다는 점에서 큰 의미가 있다. 임상 의사의 입장에서 응급한 패혈증 환자에게 효과적으로 사용할 수 있는 치료 옵션이 많지 않아 한계를 느끼고 있는데, 일리아스의 엑소좀이 성공적으로 개발된다면 패혈증과 그 연관 질병의 치료제로서 매우 중요한 위치를 확보할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
최철희 일리아스바이오로직스 대표는 “엑소좀의 순기능은 자연스럽게 세포 안으로 전달된다는 것에 있다. 이러한 엑소좀에 꼭 필요한 치료용 단백질을 탑재하여 질병의 기저 메커니즘을 조절한다면 지금까지와는 전혀 다른 획기적인 치료 효과를 볼 수 있을 것으로 기대한다”며, “이번 연구를 통해 우리의 엑소좀 치료제가 중증질환인 패혈증에 효과가 있다는 점과 세포 내부에서 염증 반응을 효과적으로 완화한다는 점을 밝힌만큼 앞으로 남아있는 개발과정을 가속화하여 패혈증으로 고통받는 중증질환자들을 위한 혁신신약(First-In-Class)을 조기에 내놓을 수 있도록 하겠다”고 전했다.
일리아스바이오로직스는 인체 내 생리활성물질의 수송을 담당하는 세포유래 나노입자인 엑소좀(exosome)에 고분자 약물을 탑재시키는 독창적인 플랫폼 기술을 기반으로 2015년에 설립되었으며, 패혈증 뿐 만 아니라 다양한 염증성, 대사성 질환 및 암에 대한 파이프라인을 구축하여 엑소좀 기반 치료제 분야의 글로벌 선두주자로 빠르게 성장하고 있다.
* 엑소좀이란
엑소좀은 세포가 만들어내는 50-150nm 크기의 소포체(extracellular vesicle)로써 세포들간의 정보교환에 이용되며 세포에 의해서 자체적으로 만들어지기 때문에 합성 의약품이나 합성 나노입자와 달리 높은 생체적합성과 체내 안정성을 가진다. 이때문에 엑소좀의 새로운 의약품 전달체로써의 가능성이 크게 부각되고 있으며, 최근에는 다국적 제약사 Takeda가 초기단계 엑소좀 기술 회사와 9,000억원대 공동연구 계약을 체결하는 등 엑소좀을 활용한 신약개발 열기도 높아지고 있다.
* 패혈증이란
패혈증은 감염이 발생하였을 때 면역계가 지나치게 활성화되어 전신적으로 심각한 염증반응이 일어나는 증상을 말한다. 면역세포가 면역활성화 물질인 사이토카인(cytokine)을 과량으로 분비하는 '사이토카인 폭풍(Cytokine Storm Syndrome)'이 패혈증의 주된 병리 기전으로 알려져 있는데 이는 폐·신장·간과 같은 장기의 치명적인 손상을 일으키고 심한 경우 사망으로 이어진다. 전세계적으로 매년 약 5,000만 명이 패혈증에 걸리고 이 중 약 1,100만명이 사망하며 이로인한 경제적인 손실은 미국에서만 매년 240억 달러에 이르는 것으로 알려져있다.
References
ⅱ Rudd, K.E.; Johnson, S.C.; Agesa, K.M.; Shackelford, K.A.; Tsoi, D.; Kievlan, D.R.; Colombara, D.V.; Ikuta, K.S.; Kissoon, N.; Finfer, S., et al. Global, regional, and national sepsis incidence and mortality, 1990-2017: analysis for the Global Burden of Disease Study. Lancet 2020, 395, 200-211, doi:10.1016/S0140-6736(19)32989-7.
ⅲ Torio, C.M.; Moore, B.J. National Inpatient Hospital Costs: The Most Expensive Conditions by Payer, 2013: Statistical Brief #204. In Healthcare Cost and Utilization Project (HCUP) Statistical Briefs, Rockville (MD), 2006.
