"모더나, 게 섯거라" GC녹십자 'mRNA' 새로운 강자로 등장

미국 매사추세츠 보스턴서 'KASBP 2024 봄 심포지엄' 개최모더나, 바이오앤텍 대비 우수한 mRNA·LNP 플랫폼 확보mRNA 기반 독감백신, 희귀질환, 항암백신 개발 본격화…CDMO 사업도 추진

GC녹십자 정재성 팀장이 8일(현지 시간) 미국 매사추세츠 보스턴에서 열린 'KASBP 2024 봄 심포지엄'에서 발표하고 있다.©약업신문

“GC녹십자는 바이오 혁신 모달리티 'mRNA·LNP'를 차세대 성장 동력으로 플랫폼 기술을 확보했다. 특히 단백질 합성 과정에 관여하는 UTR(비번역서열)과 Codon(코돈) 시퀀스엔 AI 기술을 접목, 더 우수한 효과를 내는 mRNA 디자인을 도출하는 연구도 진행 중이다. GC녹십자는 해당 플랫폼을 기반으로 백신, 희귀질환, 면역질환, 항암백신 개발에 성공해 신약 강자로 도약할 것이다.”

GC녹십자 정재성 팀장은 최근 미국 매사추세츠 보스턴에서 열린 'KASBP(Korean American Society in Biotech and Pharmaceuticals, 재미한인제약인협회) 2024 봄 심포지엄'에서 'GC녹십자의 mRNA 플랫폼 기술과 적용(GCBP's mRNA Platform technology and application)'을 주제로 GC녹십자의 향후 전략과 비전에 대해 밝혔다.

mRNA(messenger RNA, 전령 리보핵산)는 DNA에 저장된 유전정보를 리보솜으로 전달해 필요한 단백질 합성을 유도하는 역할을 한다. 전령이란 이름이 붙은 이유다. mRNA가 유전정보를 전달할 때 선천성 면역반응에 의해 파괴되는 것을 막고, 타깃하는 세포로 정확하게 이동시켜주는 전달체가 LNP(Lipid Nanoparticle, 지질나노입자)다. 쉽게 말해 LNP는 USB드라이브로, mRNA는 USB에 담긴 데이터로 이해할 수 있다.

mRNA(LNP)는 코로나19 팬데믹을 엔데믹으로 이끈 주역으로 큰 주목을 받았다. 그러나 최근엔 열기가 식은 모습이다. 일각에선 유행이 지난 모달리티(Modality, 혁신 치료 기술 총칭) 아니냐는 비평이 나오나, 바이오신약 모달리티로서 mRNA 활용은 이제 시작됐다고 볼 수 있다.

실제 mRNA로 유명한 모더나(Moderna)는 5월 31일(현지 시간) 세계 최초로 mRNA 기반 RSV(호흡기세포융합바이러스) 백신을 FDA로부터 승인받았다. 이는 mRNA가 코로나19 백신 이외 용도로 사용 가능성이 입증된 매우 의미 있는 결과다. GC녹십자는 감염성 질환뿐만 아니라, 희귀질환, 항암백신 분야로도 mRNA를 빠르게 접목해 나가고 있다.

정 팀장은 “GC녹십자는 오랜 시간 mRNA·LNP 연구개발에 매진해 플랫폼 기술 구축을 완료, 이를 기반으로 기존 GC녹십자의 핵심 파이프라인인 백신, 희귀질환에 적용하고 있다”면서 “다음 단계로 면역 염증, 자가면역질환, 종양학 분야에도 해당 플랫폼 기술을 접목해 혁신 신약 개발에 도전 중”이라고 말했다. GC녹십자는 mRNA 기반 독감백신 ‘GC3117A’와 희귀질환인 숙신알데히드탈수소효소결핍증(SSADHD) 치료제 등을 개발 중이다.

정 팀장은 “mRNA 백신은 재조합 및 바이럴벡터 백신과 달리 세포배양 필요없이 테스트튜브(시험관) 또는 바이오리액터(생물반응기)에서 반응만 일어나면 mRNA를 제조할 수 있다”면서 “타깃 바이러스의 아미노산 서열만 공개되면 신속하게 백신 개발이 가능한 것이 mRNA 플랫폼의 가장 큰 강점”이라고 강조했다.

GC녹십자는 mRNA·LNP 연구개발 비중을 대폭 끌어올렸다. GC녹십자에 따르면 2021년 mRNA·LNP 연구개발 비용은 전체 중 5%에 불과했으나, 2023년엔 23%로 해당 플랫폼 연구개발에만 약 311억원이 투자됐다. 2022년에도 해당 플랫폼에는 전년 대비 두 배 이상 증가한 17%의 투자가 이뤄졌다.

이러한 투자의 결과로 GC녹십자는 mRNA·LNP 전주기 시스템을 확보했다. GC녹십자는 2019년부터 mRNA 테스크포스(TF)팀을 결성, 목암연구소와 mRNA 플랫폼 기술 개발을 진행해 왔다. 지난해 5'-UTR(5프라임 비번역서열)과 3'-UTR(3프라임 비번역서열) 특허를 확보했고, mRNA 전용 코돈(Codon) 최적화 소프트웨어 개발도 완료했다. 현재 이를 기반으로 다수의 희귀질환과 mRNA 백신 파이프라인을 구축한 상태다.

또한 GC녹십자는 AI를 기반으로 mRNA를 디자인하는 연구도 시작했다. 현재 mRNA 코돈 최적화를 고도화시키는 작업과 동시에 실제 AI로 UTR을 디자인하는 연구도 진행하고 있다. 여기에 전라남도 화순에 GMP 인증 mRNA 제조시설을 확보하며, GC녹십자는 mRNA 기반 신약개발부터 생산까지할 수 있는 전주기 시스템을 완성했다.

GC녹십자와 모더나, 바이오앤텍의 5'-UTR 및 3'-UTR 시퀀스별 단백질 번역 효율성 비교 결과.©GC녹십자, 약업신문

정 팀장은 “GC녹십자가 확보한 5'-UTR 서열은 모더나 대비 약 3배 높은 번역(Translation) 효율 우월성이 확인됐고, 3'-UTR 서열 역시 바이오앤텍(BioNtech) 보다 동등 이상의 번역 효율성을 보였다”면서 “또한 Poly-A(폴리에이) 엔지니어링을 통해 개발한 mRNA는 모더나와 바이오앤텍 대비 뛰어난 단백질 번역 효율과 지속성을 나타냈다”고 설명했다. GC녹십자와 목암연구소가 개발한 AI 기반 mRNA 코돈 최적화 소프트웨어를 통해 설계한 mRNA는 현재 글로벌 기업의 코돈 최적화 소프트웨어 대비 50% 이상 개선된 번역 효율을 보이고 있다.

GC녹십자는 1세대 LNP 기술 대비 간 내 전달과 발현율이 약 90배, 코로나19 백신에 사용된 LNP 대비 최대 4배 개선된 LNP 라이브러리도 확보했다. GC녹십자의 이온화지질 리피드(Ionizable Lipids)도 AI 와 SAR(Structure Activity Relationship, 구조활성관계)를 기반으로 디자인됐다. 특히 GC녹십자의 LNP는 간뿐만 아니라 폐, 비장과 더불어 흡입을 통한 폐 특이적 적용 등이 가능한 LNP도 개발했다.

GC녹십자의 LNP 플랫폼 기술 소개 및  우수한 간 내 전달, 발현율 결과.©GC녹십자, 약업신문

GC녹십자는 mRNA·LNP CDMO 사업을 본격화할 계획이다. 넣으면 진(Gene)이 켜진다는 의미에서 'G:on RNA'로 브랜드 명칭도 정했다. 정 팀장은 “GC녹십자는 mRNA 디자인부터 LNP 캡슐화, 충진(Fill), 품질관리, 완제품 단계까지 각 분야별로 전문가들을 보유한 만큼, CDMO 사업도 높은 경쟁력을 바탕으로 순항할 것”이라고 전망했다. 화순 제조소의 mRNA 생산 캐파는 배치 당 7.9g으로 임상시험 1, 2상용 의약품 생산을 충분히 커버할 수 있다.

한편 KASBP 심포지엄은 미국 제약바이오헬스 분야에서 활동 중인 한국인 과학자들이 모여, 의약품 연구개발의 최신 지견을 공유하고 네트워킹을 하는 행사다. 이번 심포지엄은 ‘첨단 유전체 의학(Frontiers in Genomic Medicine)’을 주제로 진행됐다.

KASBP는 신약개발과 생명과학에 대한 비즈니스 및 기술 정보 교류, 회원 간의 유대 강화를 목표로 조직된 단체다. 2001년 미국 동부지역을 중심으로 출범됐다. 2024년 기준 보스턴, 코네티컷, 뉴저지, 필라델피아, 워싱턴 DC, 일리노이, 샌프란시스코, 샌디에이고 등 미국 전역에 총 8개 지부를 두고 있다. 특히 KASBP는 미국에서 연구 활동 중인 잠재력 있는 젊은 한국인과 재미 한인 2세 연구자의 발굴에도 힘을 기울여, 미래의 생명과학과 제약산업을 이끌어 갈 차세대 전문가 양성과 후원에 앞장서고 있다.

‘KASBP 2024 봄 심포지엄’ 참석자들이 기념사진을 촬영하고 있다.©스탠퍼드대 심혈관센터 리시연 박사(K-바이오엑스 공동 설립자).