맞춤형 엑소좀은 우수한 생체 적합성과 안전성으로 기존에는 사용하기 어려웠던 차세대 치료 약물들을 원하는 세포로 전달함으로써 우수한 효능을 나타낸다.[일리아스바이오로직스 제공]

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[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 치료용 단백질의 전달체로서 엑소좀의 임상적용 가능성을 입증했다. 향후 맞춤형 액소좀 치료제 연구개발에 새로운 전기를 마련할 것으로 보인다.

㈜일리아스바이오로직스는 치료용 단백질을 세포 내부로 전달하기 위해 설계된 맞춤형 엑소좀의 임상적용을 위해 회사가 진행한 비임상 연구 결과가 국제 저명 학술지인 ‘줄기세포중개의학(Stem Cells Translational Medicine)’의 6월 온라인 판에 게재됐다고 밝혔다,

세포 간 신호 전달에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 작은 소포체인 엑소좀은 이런 이유에서 특정 약리 약물을 담아 원하는 타깃 세포로 전달하는 기능에 대한 연구가 그간 활발히 진행돼 왔다.

최근 들어서는 약물 탑재의 효율성을 높이기 위한 유비퀴틴화(ubiquitination), 단백질-단백질 상호작용(PPI), 단백질 절단 시스템을 이용한 능동적 단백질 탑재 방법 연구가 활기를 띠고 있다.

일리아스는 광자극에 의해 조절되는 단백질-단백질 상호작용에 기반한 원천기술인 EXPLOR을 개발하고 이를 활용한 1세대 엑소좀 기반 항염증 치료제에 대한 호주 1상 임상시험 보고서를 최근 수령한 바 있다.

해당 논문에 따르면 일리아스 연구팀은 해당 항염증 치료제인 ‘ILB-202’의 비임상 연구 단계에서 약력학적 특성을 나타낼 수 있는 바이오마커 식별 연구를 진행, ‘ILB-202’의 전신 투여가 건강한 동물의 말초 혈액 단핵세포(PBMC)에서 NF-κB 관련 유전자 발현 양상에 영향을 끼치는지를 분석했다.

연구팀은 임상시험에서 수행할 바이오마커 연구와 동일한 방법으로 실험 동물에 치료 용량의 ‘ILB-202’를 정맥 주사하고 주사 전후 말초 혈액을 채취하여 단일 세포 RNA 시퀀싱(scRNA-seq)을 통해 전사체 분석을 진행한 결과, ‘ILB-202’ 투여에 따라 전체 단핵구 수가 감소하며 주로 단핵구 내에서 NF-κB 관련 유전자의 의미있는 감소를 확인할 수 있었다.

일리아스 연구팀은 “이번 실험결과는 ILB-202에 의한 NF-κB 조절이 단핵구 세포에서 이루어짐을 입증한다”며 “이번 결과는 질병모델 비임상 연구에서 ILB-202에 의해 유도된 항염증 효과가 대부분 단핵구세포와 호중구에 집중된 결과와도 일치한다”고 설명했다.

특히 연구진은 이번 실험이 엑소좀 치료제의 비임상 및 임상연구에서 단일세포 분석을 통한 약리작용 검증의 중요성을 보여주는 사례이자, ‘ILB-202’의 정밀한 표적 전달 능력과 효과적인 표적 결합을 설명하는 강력한 증거자료로 보고 있다.

나아가 최근 항체, 단백질 도메인, 짧은 펩타이드 서열 등을 타깃 리간드로 엑소좀을 이용한 약물전달 정밀성 향상 연구가 활발하게 진행되는 가운데, 이번 연구 결과가 향후 전신 투여에서도 원하는 장기 혹은 조직에 선택적으로 약물을 전달함으로써 약물 효과는 극대화하는 반면 부작용은 최소화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

일리아스 연구팀은 “이번 논문 게재를 통해 차세대 맞춤형 엑소좀 기술은 다양한 난치성 질병 치료에 있어 획기적인 변화를 가져올 수 있는 잠재력을 인정 받을 것”이라며 “이번 결과를 바탕으로 후속 임상시험을 통해 단순히 가능성 단계에 머물러 있던 엑소좀 치료제 개발 가능성을 실현시키도록 노력하겠다”고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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