GC녹십자, "유전자재조합 한계, 'mRNA 기술' 통해 극복한다"

자체 mRNA 플랫폼 확보 및 개선·ICV 투여 통한 MPS 치료제 개발…KASBP 2023 가을 심포지엄

곽희천 GC녹십자 디스커버리팀장은 최근 뉴저지에서 열린 KASBP 2023 가을 심포지엄에서 GC녹십자 R&D 현황과 앞으로의 계획에 대해 발표했다. 사진은 발표 시작 당시 사진 캡쳐 본. © 약업신문

GC녹십자는 최신 mRNA 기술 등을 바탕으로 유전자 재조합 치료제를 한 단계 업그레이드 해 희귀 질환 치료 영역을 확대해 나갈 방침이다.

GC녹십자 곽희천 디스커버리팀장은 최근 미국 뉴저지에서 진행한 재미한인제약인협회(Korean American Society in Biotech and Pharmaceuticals, KASBP) 2023 가을 심포지엄(KASBP 2023 Fall Symposium)에서 ‘The journey to the future of GC Biopharma R&D’라는 주제로 발표를 진행했다. 

GC녹십자는 세계에서 6번째이자 국내 최초로 혈장 분획 제제를 생산할 수 있는 공장을 확보한 만큼, 혈장 분획 제제 분야에서 명성이 높다. GC녹십자는 백신 부분을 강화해 세계에서 3번재로 B형 간염 백신을 개발했고, 국내 최초로 계절형 독감 백신을 출시하는 성과를 이뤘다.

더 나아가 회사는 현재 유전자 재조합 기술을 바탕으로 희귀 질환 치료제 개발에 힘쓰고 있다. GC녹십자에서 진행중인 임상은 △비임상 5개 △임상 1상 2개 △임상 2상 3개 △임상 3상 2개 등 총 12개다. 이들 중 절반인 6개가 유전자재조합 제제이며, 유전자재조합 제제 중 5개는 희귀 질환을 타깃으로 하고 있다.

곽 팀장은 발표를 통해 ‘점액 다당류증(Mucopolysaccharidosis, MPS) 치료제’ ‘mRNA 플랫폼 활용 치료제’ 등 희귀 질환 치료제 개발 현황에 대해 소개했다.

MPS는 GAG 분해 효소 결핍으로 인한 GAG의 축적으로 발생하는 전신성 희귀 질환이다. GC녹십자는 이미 MPS Type 2 질환에 대한 ERT 치료제인 헌터라제를 보유하고 있다. 하지만 헌터라제와 같은 IV 투여 방식의 치료제는 BBB(Blood Brain Barrier)를 통과할 수 없기 때문에 뇌 기능(brain function)을 개선할 수 없다. GC녹십자는 이 단점을 개선하기 위해  ICV(Intracerebroventricular) 투여 방식의 치료제를 개발하고 있다. ICV는 머리에 디바이스를 삽입, 약물을 뇌실에 직접 투여하는 치료법을 말한다.

곽 팀장은 “헌터라제 ICV 투여를 통해 MPS 질환 환자들의 CSF(뇌척수액) 내 HS(헤파란 설페이트) 레벨이 감소하고, 2명의 환자에서 발달 연령이 상승하는 결과를 확보할 수 있었다”고 설명했다.

발표에 따르면, ICV를 통해 투여할 수 있는 약물의 볼륨은 IV 대비 한정적이기 때문에 고농도의 제제를 개발해야 한다. 하지만, 특정 재조합 단백질, 특히 사이즈가 일정 수준 이상이 넘어가거나 고농도의 단백질을 만들 때에는 응집이 생기거나 순도가 떨어지는 현상이 나타나 고농도로 개발하기 어렵다.

곽 팀장은 “GC녹십자는 이러한 어려움을 극복하고 고농도 제형을 개발하는 데 성공, ICV 투여가 가능하게 됐다”며 “이 성공을 발판 삼아 MPS 3 A Type에 대한 ICV 투여가 가능한 ERT 치료제 또한 개발 중에 있다”고 말했다. 실제 회사는 마우스 모델을 대상으로 ICV 투여 시 HS 레벨이 감소하고 마우스의 이상 행동이 개선된 것을 확인했다. 이 결과를 바탕으로 회사는 내년에 MPS 3 A Type ICV 치료제 임상 진입을 위한 IND를 제출할 계획이다.

또한 회사는 mRNA-LNP 기술 확보를 통한 질환 영역 확장도 준비하고 있다. 특히 △희귀 질환 △면역 관련 질환(Immune related disease) △암 백신(Cancer Vaccine) △감염 질환(Infectious disease) 등의 영역 확장을 위해 노력하고 있다. 곽 팀장은 “mRNA 기술 개발을 통해 유전자재조합 제제의 한계를 극복하고자 한다”고 밝혔다.

기존 유전자 재조합 제제는 △세포 내부에 있는 타깃을 보충할 때는 활용하기 어렵다는 한계 △막 단백질의 경우 생산이 어렵고 투여한다 하더라도 막에 위치할 가능성은 제로(Zero) 가깝다는 한계 △발현 정제 자체가 까다롭고 수율이 나오지 않은 단백질의 존재 등 극복하기 힘든 한계점들이 있었다. GC녹십자는 이러한 한계를 극복하기 위해 mRNA 기술을 활용하기로 했고, 현재 mRNA를 구성하는 각 부분에 대한 회사 고유 기술 확보를 목표로 하고 있다. 더 나아가 Codon(유전 정보의 최소 단위)  Optimization Tool(최적화 장치)를 활용한 인공지능(AI) 플랫폼 도입을 통해 회사만의 알고리즘을 구축하고 있다.

곽 팀장은 “5’Cap의 경우 Trilink 캡 아날로그를 도입한 뒤 개선해 기존 대비 1.5배 이상 합성 수율을 향상시켰다”며 “5’UTR 역시 모더나의 서열 대비 3배 이상 단백질 발현량을 증가시키는 성과를 이뤘다”고 설명했다.

이어 “mRNA 안정성 및 번역 효율 증대에 중요한 ‘Codon  Optimization Tool’을 목암(MOGAM) 연구소와 공동으로 연구해, 활용할 수 있는 AI 알고리즘 개발을 진행하고 있다”며 “3’UTR와 폴리 에이 테일(Poly-A tail)의 경우 바이오엔테크(BioNTech) 서열 대비 동등 이상의 단백질 발현 및 지속성 증가를 확인, 특허를 준비하고 있다”고  밝혔다.

GC녹십자는 mRNA 기술 개발뿐 아니라 생산 설비 구축에도 힘쓰고 있다. 회사는 전남 화순에 mRNA 생산 설비를 올해 안에 완료해 가동할 예정이며, 백신 및 희귀질환 치료제 임상 1, 2상을 함께 수행할 수 있는 수준의 생산 설비 역시 함께 구축하고 있다.

곽 팀장은 “GC녹십자는 희귀 질환 치료제에 큰 관심을 갖고 직접 약을 개발해 나갈 것”이라고 전했다.