㈜바이오이즈, 새로운 약물전달시스템을 이용한 차세대 항암제 개발

압타머, 세포투과성 펩타이드, 종양 이질성, 병용치료제 개발

사진캡션: 약물의 엔도좀 방출 기능을 응용한 새로운 약물 전달 시스템

압타머 기반 원천 기술을 바탕으로 8대암과 루게릭 등 각종 질병에 대한 체외진단 플랫폼을 구축하고 있는 ㈜바이오이즈가 종양에 대한 차세대 항암 치료제를 개발 중이다.

기존의 항암제는 비특이적으로 정상세포까지 공격하는 1세대 화학적 항암제로부터 암세포 특이적 마커를 대상으로 하는 2세대 표적항암제를 거쳐, 최근에는 항체 및 세포기반의 3세대 면역항암제까지 효능은 높이고 부작용을 줄이는 방향으로 항암제가 개발되고 있는 추세이다.

점차 효과적인 항암제가 개발되고 있지만 현재까지 개발된 항암제는 치료효과가 30%를 넘지 않는다. 치료효과가 높지 않은 주된 이유로는 최근에 효과적인 치료 방법으로 인식되어 개발되고 있는 거대 분자를 사용하는 생물학적 항암제의 경우를 예로 들 수 있다.

생물학적 항암제는 거대 분자로 되어 있어 항암제가 암세포의 세포막을 통과하기 힘들어 세포질까지 충분한 양의 약물이 전달되지 못하고 이 때문에 효능이 충분히 발현되지 않는다. 이로 인해 항암제의 과량 사용으로 과잉면역반응 등의 부작용이 발생하는 문제점이 발생하고 있다.

㈜바이오이즈는 이러한 항암치료의 난관을 해결하기 위한 방법으로 종양의 생물학적 특성을 고려한 ‘약물의 엔도좀 (endosome) 방출 기능을 응용한 새로운 약물 전달 시스템’에 대한 기술 특허를 올해 출원하였다. 그리고 특허출원 기술을 활용한 차세대 항암제를 개발 중이다.

㈜바이오이즈가 개발중인 차세대 항암제는 이미 알고 있는 4종의 종양 특이적 마커에 대한 압타머와 암세포 괴사 관련 유전자에 대한 siRNA (small interfering RNA) 그리고 세포 투과성 펩타이드 (Cell Penetrating Peptides, CPP)의 3중 구조로 구성된 약물체이다.

이 약물체의 작용 기전은 다음의 단계를 거치게 된다. 1단계로 암세포에서 발현되는 특이적인 종양 마커에 압타머가 결합한다. 2단계로 세포막의 포집현상 (endocytosis)에 의해 약물체가 엔도좀에 갇혀 있게 된다.

3단계로 엔도좀 내의 수소이온 농도 (pH) 환경 변화에 따른 세포 투과성 펩타이드의 작용 (CPP)으로 siRNA가 세포질에 흡수되는 경로를 통해 siRNA가 전달된다는 원리이다.

또는 ㈜바이오이즈에서 개발 중인 항암제에서 주목할 점은 많은 암에서 발현되고 있는 ‘HER2 단백질’과 암세포의 면역 회피 반응에 관여하는’ PD-L1’, 종양 줄기 세포의 마커이자 항암제 내성 인자로 알려진 ‘EpCAM’, ‘ABCG2’와 같은 단백질을 표적 대상으로 압타머를 선정한 점이다.

㈜바이오이즈의 중앙연구소 김규엽 박사는 “종양은 정상 세포와 달리 종양 내 세포간의 유전적 이질성 (heterogeneity)이 크기 때문에 단일 약물로는 치료하기 쉽지 않다. ㈜바이오이즈는 이를 극복하고자 암의 4가지 주요 마커를 타겟으로 하는 약물체를 각각 개발하여 병용 치료제로 사용할 수 있도록 했다”고 설명했다.

이와 관련 하여 ㈜바이오이즈의 김성천 대표는 “압타머를 활용한 항암 치료제 연구가 성공을 거두게 되면 세포질 내로의 약물 전달과 종양 이질성에 의한 치료제 개발의 맹점들이 대부분 극복될 것이다”라고 말하면서 “이는 신약 개발 시장의 급속한 성장 동력으로 작용할 뿐만 아니라 국민 건강 증진에도 기여할 수 있을 것이다”고 밝혔다.

㈜바이오이즈는 개발 중인 압타머 기반 항암제의 동물실험을 올해 하반기에 진행할 예정이다.

김정혁 기자 mail00@asiae.co.kr