바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 이은아 기자

[바이오코리아 2017] 나노 인공엑소좀에 약물 탑재, 소량 투여로 독성↓ 항암 효과↑

‘바이오드론‘.

마치 드론처럼 원하는 곳에 원하는 약물을 배달해 암세포를 공격하는 국내 바이오벤처 엠디뮨의 인공엑소좀 기반 약물전달 플랫폼이다.

배신규 엠디뮨 대표는 13일 '바이오코리아 2017'과 연계해 열린 ‘하이 코리아 인베스트페어 2017’ 세션에서 면역·줄기세포 유래 인공엑소좀 기반 약물전달 플랫폼과 파이프라인을 소개했다.

엠디뮨은 지난 2015년 포항공대에서 개발한 ‘면역세포 유래 인공엑소좀 기반의 약물전달기술’을 이전해 설립한 회사로 항암제 등 난치성 치료제 개발에 집중하고 있다.

엑소좀은 세포가 분비하는 나노입자로 크기가 60~100nm 정도이다. 예전에는 엑소좀을 세포의 배설물로 생각했지만, 세포간 정보를 전달해주는 중요한 역할을 한다는 사실이 알려지면서 차세대 약물전달기술에 사용되기 시작했다. 문제는 세포가 분비하는 엑소좀의 양이 너무 작아 상업화에 한계가 있다는 것이다.

배 대표는 엠디뮨의 차별화된 기술로 “세포에서 직접 압출하는 방식으로 자연분비보다 100배 많은 인공엑소좀을 제작하여 약물전달시스템을 개발했다”고 말했다.

그는 인공엑소좀에 기반해 표적에 약물을 전달하는 바이오드론 플랫폼에 대해 “세포유래이기 때문에 보다 안전하고 효과적이다. 자가세포를 이용하면 환자 맞춤형 신약 개발도 가능하다”고 설명했다. 또한 “면역·줄기세포 유래 엑소좀은 암조직에만 전달할 수 있어 다른 조직에 미치는 부작용을 감소시킬 수 있다”고 덧붙였다.

실제로 백혈구 유래 인공엑소좀에 독소루비신(Doxorubicin) 약물을 넣은 ‘BNS-Dox' 항암제 전임상 결과에서 증명됐다. 배 대표는 “마우스에 독소루비신만 투여하면 암세포가 줄지만 백혈구 수치와 몸무게도 줄었다. 하지만 독소루비신을 인공엑소좀에 넣고 투여하면 항암효과는 여전하고 부작용은 나타나지 않았다”고 전했다. 놀라운 사실은 독소루비신 용량을 20분의1로 줄여 소량만 엑소좀에 넣어 사용해도 유사한 항암효과가 나타났다는 것이다.

배 대표는 “독소루비신을 엑소좀에 넣어 전달하면 마우스 신장에 축적되지 않는 데이터도 확인했다. 즉 BNS-Dox는 독소루비신이 가진 치명적인 신장독성 문제를 해결할 수 있다는 얘기다. 특히 이 엑소좀에 다른 화학항암제를 넣어주면 암세포만 표적해서 방출되기 때문에 부작용은 줄이고 효능은 좋은 획기적인 항암제로 재탄생할 수 있다“고 기대했다.

백혈구 유래 엑소좀 표면에는 LFA-1 단백질이 있는데, 이것이 암세포의 신생혈관에서 발현하는 ICAM-1 단백질과 결합하고 내포작용을 통해 독소루비신이 신생혈관에만 특이적으로 방출되기 때문에 항암효과는 높이고 부작용은 줄인다는 것이 그의 설명이다.

엠디뮨은 줄기세포 유래 인공엑소좀으로 개발 중인 만성 폐쇄성 폐질환(COPD) 치료제도 소개했다. COPD는 유해한 입자나 가스 흡입을 통해 폐에 비정장적인 염증반응이 일어나 폐포가 녹게 되는 호흡기 질환이다. 배 대표는 “앞으로 COPD는 극심한 미세먼지 때문에 사망률 1위가 될 것”이라며 “문제는 폐포를 재생시킬 약이 없는 대표적인 난치성 질환이다”고 심각성을 부연했다.

그는 “앞으로 줄기세포 유래 엑소좀이 줄기세포 치료제를 대체할 것”이라며 “장기 보관이 가능하고, 화장품처럼 바를 수 있어 아토피나 화상치료 가능성이 있다. 또한 나노입자이기 때문에 흡입을 통해 폐에 직접 치료가 가능하며 소량으로도 최대 효과를 낼 수 있다”고 강조했다.

현재 줄기세포 유래 엑소좀은 마우스 동물 모델에서 줄기세포와 비교 실험을 통해 치료효과를 확인한 상태다.

배 대표는 “세포 유래 인공엑소좀으로 원하는 곳에 원하는 약물을 보낼수 있는 바이오드론 플랫폼을 완성하는 것이 목표”라며 비전을 제시했다.