[이코노미스트 선모은 기자] 엑소좀(Exosome)은 세포에서 만들어지는 물질이다. 세포가 분비하는 여러 작은 물질을 칭하는 용어로 쓰이는데 세포 외 소포(Extracellular Vesicle)로도 불린다. 엑소좀은 우리 몸의 모든 세포에서 만들어진다. 세포치료제를 개발하는 데 쓰이는 ‘줄기세포’도 엑소좀을 분비하는 세포의 하나다.

브렉소젠은 줄기세포에서 분비된 엑소좀을 활용해 신약을 개발하고 있다. 줄기세포는 자기복제와 분화의 성질을 가지고 있기 때문에 조직이나 장기를 재생하는 치료제가 될 것으로 기대받고 있다. 항섬유화·항염증 효과도 있어 기존의 치료제로 해결할 수 없는 질환의 새로운 치료제가 될 것으로도 주목받는다.

하지만 줄기세포 등을 활용한 세포치료제는 우리 몸에 투여했을 때 나타나는 여러 효과를 규명하기 쉽지 않다. 세포가 말 그대로 ‘살아있기’ 때문에 환자의 몸에 투여했을 때 계속해서 변화하기 때문이다. 브렉소젠은 엑소좀을 활용해 세포치료제 개발의 답을 찾고 있다.

김수 브렉소젠 대표는 “줄기세포를 체외에서 많이 배양한 뒤, 배양한 줄기세포에서 엑소좀을 생산하는 기술을 개발했다”고 말했다. “항섬유화·항염증 등 줄기세포의 기능은 살리면서 치료 효과를 극대화하기 위해 엑소좀 내 물질을 조절하는 플랫폼 기술”이라는 것이다. 김 대표는 “엑소좀 치료제는 살아있는 세포를 쓰지 않기 때문에 (세포치료제보다) 치료 효과를 규명하기 수월할 것으로 기대한다”며 “(브렉소젠의 엑소좀 치료제는) 엑소좀 내 유효 물질을 다르게 생산할 수 있어 치료 효과가 좋은 엑소좀을 생산하는 데 집중하고 있다”고 덧붙였다.

줄기세포가 특정 엑소좀 분비

김 대표는 20여 년 동안 ▲배아줄기세포 ▲유도만능줄기세포 ▲중간엽줄기세포 등 줄기세포를 연구한 줄기세포 전문가로 불린다. 서울아산병원 줄기세포센터의 부센터장을 역임했다. 2019년 브렉소젠을 설립했고 이후 320억원의 투자금을 유치했다. 김 대표는 미국에서 엑소좀 치료제 개발 기업의 임상 준비 과정을 가까이서 지켜보며 엑소좀을 처음 만났다고 했다.

그는 브렉소젠의 엑소좀 치료제 개발 기술에 줄기세포 관련 연구 경험을 녹였다. 엑소좀을 잘 생산할 수 있도록 줄기세포주 ‘BxC’를 개발했고, 내부 물질을 조절한 ‘카고 조절 엑소좀’(Cargo Controlled Exosome)을 완성했다. 엑소좀을 대량으로 생산할 수 있는 기술도 추가해, 이들 기술을 엑소좀 치료제 개발 기술인 ‘BG-플랫폼’으로 구축했다.

다른 기업은 엑소좀을 약물 전달 체계(DDS)로 많이 활용한다. 물질의 크기가 작고, 특정 세포를 찾아가는 특성 때문이다. 브렉소젠은 세포가 특정 효과가 있을 것으로 기대되는 엑소좀을 분비하는 기술을 개발했다. 세포를 DDS로 쓰기 위해 무언가를 집어넣지 않고, 세포가 스스로 특정 기능을 갖춘 엑소좀을 생산하도록 하는 것이 기술의 특징이다.

김 대표는 “BG-플랫폼은 세포 속 특정 물질을 분석, 자극해 세포가 스스로 특정 질환에 치료 효과가 있을 것으로 기대되는 엑소좀을 분비하게 만드는 기술”이라며 “세포 속에는 다양한 물질이 있는데, 몇몇 물질만 처리해 이 세포가 분비하는 엑소좀 속에도 해당 물질이나 성분이 늘어나도록 조절하는 방식”이라고 설명했다.

BG-플랫폼은 세포의 특정 물질을 조절하는 기술이기 때문에 어떤 물질을 분석, 자극하느냐에 따라 다양한 질환에 치료 효과를 보일 것으로 기대되는 엑소좀을 생산할 수 있다고 김 대표는 전했다. 그는 “BG-플랫폼을 통해 어떤 물질을 조절할지에 따라 특정 질환에 적용할 수 있는 엑소좀을 생산할 수 있다”고도 덧붙였다. 

“BRE-AD01 임상 1·2a상 내년 마쳐” 

브렉소젠은 BG-플랫폼을 활용해 아토피 피부염 치료제로 BRE-AD01을, 심근경색증 치료제로 BRE-MI01을, 대사이상 지방간염 치료제로 BRE-NA01을 개발하고 있다. 이 중 BRE-AD01은 중증 아토피 피부염 환자를 대상으로 미국에서 임상 1상을 진행했다. 환자에게 BRE-AD01을 한 번 투여하는 임상이며, 현재 모든 환자에게 투여를 마쳤다.

김 대표는 “BRE-AD01의 임상을 시작할 당시 글로벌 제약기업 사노피가 중증 아토피 피부염 치료제 듀피젠트(성분명 두필루맙)를 출시했다”며 “듀피젠트를 통해 아토피 피부염 시장에서 치료제의 가격이 비싸도 치료 효과가 좋다면 매출을 낸다는 점을 확인했다”고 했다. BRE-AD01의 개발 배경이다.

이어 “5년 전까지만 해도 엑소좀 치료제를 개발하는 기업이 많지 않았고, 세계적으로도 사람을 대상으로 엑소좀 치료제를 투여한 사례도 적었다”며 “전신투여보다 국소부위에 투여하는 것이 임상을 추진하기 수월하다고 판단해 피하주사(SC)로 투여하는 중증 아토피 피부염을 (개발 분야로) 선택했다”고 말했다.

브렉소젠은 환자에게 BRE-AD01을 여러 차례 투여했을 때 환자에게 나타나는 반응을 확인하기 위해 추가적인 임상을 진행하고 있다. 김 대표는 “단회투여와 다회투여의 결과를 함께 확인하기 위해 최근 27명의 환자를 더해 임상 2a상을 추가했다”며 “내년 상반기에 임상 2a상 투여를 마치고, 같은 해 말 보고서를 받을 수 있을 것”이라고 했다. 다만 임상 3상을 거쳐 허가를 받기까지 넘어야 할 산이 많은 것도 사실이다.

그는 “단회투여에서는 약물의 반응성이 긍정적으로 나타났다”며 “단회투여와 다회투여를 함께 진행해, 약물의 안전성은 물론 약물의 효과가 가장 좋은 시간 간격을 알 수 있을 것으로 기대한다”고도 했다. 또 “임상의 중간 결과는 올해 말 나올 것으로 보인다”며 “이 자료는 기술이전 등에 활용할 계획”이라고 말했다. 

국내 엑소좀 개발 기업 중 미국에서 임상을 진행하는 곳은 브렉소젠뿐이다. 김 대표는 “엑소좀 치료제는 초기 단계의 기술이기 때문에 처음부터 해외 임상을 계획했다”며 “기술이전을 한다면 다국적 제약사에 (후보물질을) 수출해야 한다고 판단한 만큼, 미국 등 해외에서 다양한 인종을 대상으로 임상을 진행하기로 했다”고 말했다.

그러면서 “미국 식품의약국(FDA)은 물질이나 분석 방법에 한계가 있더라도 다른 자료로 특정 정보를 도출할 수 있다면 임상을 진행하도록 한다”며 “엑소좀 치료제처럼 초기 단계의 기술 기반의 신약 후보물질을 개발하는 기업은 안전성과 유효성, 품질관리를 규명할 자료만 제대로 갖춘다면 어디서든 임상을 진행할 수 있다고 생각한다”고 했다.

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