"마이크로바이옴, 치료제 없는 질병 해결할 실마리"

마이크로바이옴신약기업협의회 '대전환 시대 마이크로바이옴 기술' 세미나 성료 뇌와 장 간의 미주신경 상호작용, 뇌질환 치료제 개발 가능성 제시

서울대학교 의학과 생화학교실 묵인희 교수가 지난달 28일 열린 '대전환 시대의 마이크로바이옴 기술' 세미나에서 발표하고 있다.©약업신문

마이크로바이옴이 아직 치료제가 없는 질병 문제를 해결할 수 있는 열쇠가 될 것이라는 전문가 제언이 나왔다. 식품의약품안전처도 마이크로바이옴 치료제 관련 규정을 제·개정하며 힘을 보태고 있다. 

마이크로바이옴신약기업협의회는 지난달 28일 경기 성남시 판교 코리아바이오파크에서 '대전환 시대의 마이크로바이옴 기술' 세미나를 개최했다. 협의회는 한국바이오협회 산하 단체로 마이크로바이옴 관련 연구개발 및 신약개발을 하는 29개의 기업으로 구성됐다.

이번 행사에는 서울대 의과대학 묵인희 교수, 식품의약품안전처 세포유전자치료제과 강진욱 보건연구관, 한양대 공과대학 노미나 교수, 연세대 의과대학 유지환 교수, 한동대 생명과학대학 윤홍섭 교수 등이 연자로 나섰다.

묵인희 교수는 이날 세미에서 알츠하이머병의 발병기전에서 장-뇌 축의 역할(The role of gut-brain axis in the pathogenesis of Alzheimer’s diseases)을 주제로, 마이크로바이옴 치료제의 유망성과 미래 가치를 강조했다. 특히 뇌와 장 간의 미주신경(Vagus nerve) 상호작용 연구를 통해 장이 뇌에 직접적인 영향을 미친다는 연구 결과를 공개, 장-뇌 축 이론을 다시 한번 강조했다.

묵 교수는 “장과 뇌는 직접적으로 연결돼 있으며 미주신경이 연결 통로라고 예상, 이를 확인하기 위해 미주신경을 차단해 뇌의 변화를 확인했다”면서 “알츠하이머 마우스 모델에 건강한 마우스 유래 분변이식(FMT)을 했을 때, 뇌에서 베타 아밀로이드와 타우 단백질이 감소하는 것이 확인됐고, 미주신경 차단 유무에 따라서 결과가 달라졌다”고 말했다.

묵 교수는 여기서 한 단계 나아가 장과 뇌 중에서 알츠하이머병 발병의 시작점을 찾는 연구를 진행했다. 묵 교수는 “장과 뇌가 상호작용한다는 것은 이미 많은 연구를 통해 증명됐으나, 구체적인 시작점은 불분명했다”면서 “이를 확인하기 위해 감각뉴런(Sensory neuron)과 운동뉴런(Motor neuron)을 오가노이드 3차원 칩(3D chip)으로 제작, 장에서 뇌로 대사물질을 이동시키는 감각뉴런 차단을 통해 뇌에서의 베타 아밀로이드와 타우 단백질 간 연관성을 증명했다”고 강조했다.

즉, 장에서 분비되는 사이토카인과 호르몬 등의 대사물질이 뇌로 이동해 병을 유발하는 데 상당한 영향을 미치는 것이 입증된 것이다. 이는 장에 작용하는 마이크로바이옴으로 뇌 질환 치료제를 개발할 수 있는 가능성도 확인된 것.

묵 교수는 “장 내 마이크로바이옴이 뇌 건강에 상당한 영향을 미친다는 연구결과가 지속해서 나오고 있는 만큼, 마이크로바이옴이 아직까지 극복이 어려운 중추신경계 질환 문제를 해결하는 데 실마리가 될 것”이라고 전했다.

식품의약품안전처 세포유전자치료제과 강진욱 보건연구관.©약업신문

식품의약품안전처는 마이크로바이옴 치료제를 생균치료제(LBP)로 명명하고, 비임상 및 임상 평가 가이드라인, 기준 및 시험방법 등의 규정을 제정하며 치료제 탄생에 힘을 보태고 있다.

식약처 세포유전자치료제과 강진욱 보건연구관은 “생균치료제는 장내세균 불균형으로 인해 발병한 질병에 미생물 간의 상호작용이 영향을 미쳐 생물학적 효과를 나타낼 것으로 기대하고 있다”면서 “병원균 억제부터 활성물질 및 대사체 생산, 점막 면역 시스템 활성 조절, 신경 시스템의 활성 조절 등, 호스트의 다양한 생리 활성 조절에 효과가 예상된다”고 말했다.

이어 강 연구관은 “생균치료제 개발에서 작용기전(MoA)을 증명하는 것이 큰 도전 과제”라면서 “작용기전을 이해하는 것이 잠재적인 이차적 약력학적 효과를 확인하고, 제품의 중요품질특성(CQA)을 정의하고 품질보증기준을 수립하는 데 중요하다”고 강조했다. 특히 IND 신청 시 역가를 나타내는 제한된 수의 유전자를 확인할 수 있는 경우, 해당 유전자의 유전적 안정성을 입증하는 데이터와 같이 작용기전을 뒷받침하는 데이터를 함께 제출해야 한다고 당부했다.

강 연구관은 생균치료제는 살아있는 균이 주성분이 되는 특성에 따라 제조 부문에도 신경을 써야 한다고 강조했다. 강 연구관은 “생균치료제는 약리학적, 독성학적, 생물학적 특징을 고려해 품질위험관리 원칙에 따라 적절하게 건물, 시설, 관리 대책 마련에도 주의를 기울여야 한다”고 설명했다.

한국바이오협회 관계자는 “마이크로바이옴 기반 의약품 인허가 승인을 위한 규제 당국의 지침 및 방향성을 확인했다”면서 “정부 및 학계 전문가들의 마이크로바이옴 분야 연구경험과 노하우를 공유함으로써 신지식과 비즈니스 창출을 모색하는 기회가 마련됐다”고 전했다.

한편 협의회는 CJ바이오사이언스, 고바이오랩, 국민바이오, 노드큐어, 디엑스앤브이엑스, 리비옴, 리스큐어바이오사이언시스, 바이오미, 바이오뱅크힐링, 비엘, 비피도, 쎌바이오텍, 쓰리빅스,에이치이엠파마, 에이피테크놀로지, 엔비피헤스케어, 엠디헬스케어, 엠앤에이치바이오, 우정바이오, 유노비아, 이뮤노바이옴, 제노포커스, 에이앤파머, 종근당바이오, 지놈앤컴퍼니, 지아이바이옴, 케이바이오랩, 헬스바이옴, 휴믹으로 구성됐다.