차세대 신약 엑소좀 치료제 임상 속도낸다
생물학적 특성 유지한 정확한 생체 내 분포 분석법 개발
□ 매력적인 차세대 신약 후보로 꼽히는 엑소좀* 치료제를 안전하게 개발할 수 있는 새로운 분석법이 개발됐다. 전 세계적으로 아직까지 시판된 적 없는 엑소좀 기반 치료제의 임상에 과학적 근거를 제공한다는 점에서도 주목된다.
*엑소좀(exosome): 세포에서 분비되는 나노크기의 이중지질막 형태로 이뤄진 작은 소포체를 일컫는다. 본래 엑소좀은 세포외소포의 종류 중 하나이지만 신약개발 시장에서는 주로 엑소좀으로 불린다.
□ 한국연구재단(이사장 이광복)은 오송첨단의료산업진흥재단 조영우, 노영욱 박사 연구팀과 한국기초과학지원연구원 박혜선 박사, 조미영 연구원 연구팀이 공동연구를 통해 엑소좀의 정확한 생체 내 분포평가*가 가능한 정량분석 방법을 개발했다고 밝혔다.
*생체 내 분포평가: 신약의 임상시험 허가를 위한 시험 항목 중 하나로 동물모델 등을 사용해 생체 내 이동 및 분포, 잔존여부를 분석한다. 치료제의 표적 효과와 비표적 효과의 정도를 결정할 수 있는 중요한 시험이다.
□ 엑소좀 기반 치료제는 살아있는 세포에서 분비되는 세포외소포를 분리, 정제해 개발하는 첨단바이오의약품 중 하나로 치료제나 질병 진단 도구, 약물전달체 개발이 활발하다.
○ 하지만 명확한 분석방법이 없어 전 세계적으로 임상시험 진입에 어려움을 겪고 있으며, 엑소좀 치료제가 시판된 사례도 전무하다.
○ 임상시험 허가를 위한 필수 과정인 생체 분포 평가시 친유성염료, 방사선동위원소 등을 사용한 표지법을 기반으로 하는 영상 분석을 주로 사용하고 있으나, 이런 표지 물질이 엑소좀의 자연적인 생물학적 특성을 변형시키는 등 정확한 분석에 한계가 있었다.
□ 본 연구팀은 엑소좀의 생물학적 특성을 유지하면서 생체 내 분포를 정확히 측정하기 위해 단백질이나 RNA를 이용한 분석에 집중했다.
○ 먼저 엑소좀에 미토콘드리아 DNA*가 존재함을 확인하고 이를 분석 대상으로 설정했다. 사람 세포에서 나온 엑소좀을 실험동물에 투여한다면 분석 대상이 명확히 구별될 수 있다는 의미이다.
○ 연구팀은 이 같은 시험법에 따라 변형되지 않은 엑소좀을 검출하고 정량 PCR** 방법으로 분석한 결과, 다양한 세포에서 분리된 엑소좀이 가진 미토콘드리아 양이 차이가 있음을 확인했다.
○ 실제 설치류 꼬리 정맥에 투여한 엑소좀 생체 내 분포 평가에서는 투여 후 모든 장기에 걸쳐 광범위하게 분포하는 것을 검증하고, 기존 영상분석과 정량 PCR방법을 비교 분석해 시험법의 타당성을 입증했다.
*미토콘드리아 DNA: 세포질의 미토콘드리아에 존재하는 DNA를 말하며, 동물 종 간에 상당한 차이로 인해 많은 연구에서 종 식별을 위한 신뢰할 수 있는 도구로 사용하고 있다.
**정량 PCR: DNA의 원하는 부분을 복제·증폭시켜 특정 DNA 서열의 양을 추정하는 분자생물학적 기술
□ 조영우 연구원은 “이번 연구는 변형되지 않은 엑소좀의 생체 내 분포를 정확히 평가할 수 있어 엑소좀 기반 치료제 개발에 중요한 정보를 제공할 수 있다”며 “엑소좀 치료제 임상 승인을 신속하게 진행하는데 과학적 근거를 제공할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
□ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오‧의료기술개발사업 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 세포외소포 연구 분야 국제학술지 ‘세포외소포지(Journal of Extracellular Vesicles)’에 7월 17일 게재되었다.
