[메디게이트뉴스 박도영 기자] "많은 사람들이 왜 엑소좀 치료가 중요한지 물어봅니다. 예를 들어 코로나19의 경우 몸에서 바이러스가 검출되지 않으면 완치 판정을 받습니다. 그러나 일부 환자는 바이러스가 없더라도 폐가 망가져 후유증을 앓고 있습니다. 이 때 폐 기능을 복구시키는 치료가 필요한데, 이처럼 재생이 가능하도록 하는 치료는 줄기세포 엑소좀이라 생각합니다. 그래서 연구에 손을 뗄 수 없습니다."

엑소좀은 세포가 분비하는 50~150 나노미터(㎚) 크기의 소포외소포다. 줄기세포가 방출하는 엑소좀 안에는 줄기세포의 원래 기능인, 조직이나 기관이 손상됐을 때 복원하려는 유효물질이 RNA나 단백질 형태로 담겨져 있다. 엑소스템텍 조용우 대표는  이 줄기세포 엑소좀을 활용하면 줄기세포가 갖는 한계점을 극복하고 더 가치있는 치료제를 개발할 수 있을 것이라 기대하며 창업에 뛰어들었다.

엑소스템텍은 줄기세포 엑소좀을 기반으로 퇴행성 관절염 치료제, 간섬유화 치료제, 폐섬유화 치료제 등 다양한 난치성 질환 치료제를 개발하는 바이오 벤처 회사다. 2016년 3월 대표이사인 한양대 화학공학과 조용우 교수가 성균관대 공대 박재형 교수, 성균관대 약대 조동규 교수와 뜻을 모아 한양대 에리카 캠퍼스 교내 실험실 창업으로 설립했다.

조 대표는 "학생들이 졸업 후 산업체에 꼭 필요한 인재가 되길 희망하면서 강의를 해왔고, 저 또한 사회에 기여할 수 있는 연구자가 되고자 연구결과가 논문이 아닌, 실제 질병으로 고통받는 환자를 치료할 수 있는 생명공학 제품으로 탄생되는 것을 꿈꾸며 엑소스템텍을 창업하고 5년간 열심히 연구개발을 하고 있다"고 소개했다.

이어 그는 "혁신이라는 것은 갑자기 일어나지 않는다. 혁신은 한계점을 극복하기 위해 여러 사람의 아이디어와 노력, 땀방울이 모여 이뤄지는 큰 결실이라고 생각한다. 마치 계단을 천천히 걸어 오르면, 중간에는 힘들고 숨이 차지만, 어느 시점에는 높이 올라가 있는 것 처럼 말이다"면서 "엑소스템텍이 추구하는 혁신은, 매일 더 나은 엑소좀 치료제를 개발하고자 하는 연구원들의 고민과 땀방울이다"고 덧붙였다.

엑소스템텍은 2019년 40억 원 규모의 시리즈 A 투자를 받은데 이어 올해 10월 100억 원 규모의 시리즈 B 투자 유치에 성공했다. 현재 20명이 넘는 직원들이 근무하고 있으며, 조 대표와 학교에서 함께 연구하던 제자들도 합류해 연구를 이어가고 있다.


2022년 퇴행성 관절염·간섬유화 치료제 임상 진입 목표

조 대표는 "1990년대 후반 서울대에서 박사과정으로 공부할 때부터 줄기세포에 대한 희망을 갖고 20여년 연구했다. 그런데 줄기세포 연구는 희망과 좌절을 동시에 안겨줬다. 줄기 세포가 어떤 경우에는 정말 탁월한 치료 효과를 발휘했고, 반대로 어떤 경우에는 전혀 효과를 내지 못했다"면서 "이런 다소 상반된 결과에 대한 궁금증을 해소하고자 엑소좀에 대한 연구를 시작했다"고 설명했다.

조 대표는 자신의 연구 결과에 기반했을 때 줄기세포에 비해 엑소좀이 더 일관된, 더 우수한 치료 효과를 지속적으로 발휘했고, 줄기세포를 연구하면서 꿈꿨던 난치성 질환 치료 기술의 실현을 엑소좀으로 할 수 있다는 확신을 갖게 됐다고 했다.

엑소스템텍이 계획하고 있는 엑소좀 치료제 개발은 크게 세 가지 단계로 나뉜다. 첫 번째는 줄기세포가 내놓는 천연 엑소좀을 이용한 치료제를 개발해 상용화하는 것이다.

조 대표는 "의약품을 개발할 때 가장 중요한 것은 의약품의 안전성을 입증해 규제기관으로부터 허가를 받는 것이다. 엑소좀은 신물질인 만큼 먼저 기존에 식약처 허가를 받은 세포치료제에서 크게 벗어나지 않는 공정으로, 줄기세포를 건드리지 않고 자연스럽게 내놓는 엑소좀으로 의약품을 만들기로 했다"고 설명했다.

이를 바탕으로 퇴행성 관절염 치료제 'CARTISOME'과 간섬유화 치료제 'HEPATOSOME'를 첫 번째 파이프라인으로 개발하고 있다. 

두 번째 단계는 줄기세포가 생체유효물질을 더 많이 담아 엑소좀을 분비할 수 있도록 세포 배양 환경을 조절하는 것이다. 예를들어 산소가 매우 부족한 것과 같이 나쁜 환경에 놓이게 되면 세포는 이 환경을 극복하기 위한 물질이 많이 있는 엑소좀을 분비한다는 것이다. 2세대 엑소좀 치료제로는 폐섬유화 치료제를 개발할 계획이다.

마지막으로 특정 치료용 단백질이나 RNA가 엑소좀 내에 과량 발현되도록 세포를 유전 조작하는 것이다. 이러한 3세대로는 엑소좀 안에 파킨슨병 등 뇌질환 치료 단백질을 담아 치료제를 개발할 예정이다.

조 대표는 "줄기세포 엑소좀은 줄기세포의 재생 능력을 담고 있어 그 자체만으로도 효능이 우수하다. 다만 더 좋은 치료 효능을 얻기 위해서는 부가적인 기능을 갖는 엑소좀 개발이 전략적으로 필요한 시점이라 생각한다"면서 "현재 성균관대 연구진과의 공동연구, 기술이전을 통해 특정 질병의 치료에 효능이 잇는 단백질을 많이 함유하는 엑소좀이나, 타겟팅 기능이 부가된 엑소좀을 생산할 수 있는 플랫폼 기술을 개발하고 있다. 이러한 플랫폼 기술은 향후 다양한 질환을 타깃하는 개선된 엑소좀 치료제를 생산할 수 있는 핵심 기술이 될 것이다"고 강조했다.

현재 퇴행성 관절염 치료제는 세포 수준 및 실험 동물 수준에서의 안전성 및 유효성 결과는 모두 확보한 상태다. 줄기세포 엑소좀 의약품 대량 생산은 한 대기업 바이오 제약회사와 함께 진행하고 있다. 임상용 의약품 대량 생산이 완료되면 엑소좀 퇴행성 관절염 치료제의 임상시험계획서(IND)를 식약처에 제출할 예정이다.

퇴행성 관절염 엑소좀 치료제는 2022년 상반기, 간섬유화 엑소좀 치료제는 2022년 하반기 임상 1·2a상 진입에 진입하는 것이 단기적으로 계획하고 있는 최우선 목표다.
 
품질관리 기준 개발에 4년 이상 투자…타 엑소좀 회사 대비 완성도 높은 CMC 구축

글로벌 시장에서 엑소좀 치료제에 대한 관심은 매우 뜨겁다. 스위스 론자(Lonza)는 최근 미국 코디악 바이오사이언스(Codiak Biosciences)의 엑소좀 제조 시설 인수를 발표했다. 중국에서는 폐섬유화에 대한 임상 결과를 발표하기도 했고, 일본에서는 창상치유에 대한 결과를, 유럽에서는 이식편대숙주질환(GVHD)에 엑소좀을 투여한 결과 면역거부반응이 완화됐다는 보고도 있었다. 

조 대표는 "현재 세포 치료제는 의약품으로서 개발하기에 난관이 많다. 살아있는 생명체이다 보니 보관, 이송, 제재화, 품질관리 등에서 매우 번거롭고 제한점이 많다. 최근 코로나 백신 이송으로 이슈화가 되기도 했던 '콜드체인' 문제다"면서 "생명력을 갖고 있는 세포는 이러한 보관, 이송, 제재화 문제가 더욱 까다롭다고 할 수 있다. 이에 반해 엑소좀은 세포가 아닌 물질로서 줄기세포가 가지고 있는 조직 재생 능력을 발휘하면서 부작용에 대한 우려가 훨씬 낮고, 의약품으로서 균질 대량 생산, 보관, 이송, 제제화 및 의료 시술에 대한 편의성이 훨씬 높다"고 말했다.

이어 그는 "엑소좀을 의약품으로 개발하려면 철저하게 관리되는 무균 생산 시설에서의 대량 생산 공정을 확립하고 글로벌 규격에 맞는 품질관리 시스템을 확립해야 한다. 우리는 무균 대량 생산 공정을 개발하고, 임상에 적용하기 위한 품질관리 기준을 개발하는데 4년 이상의 시간을 투자했다"면서 "엑소좀 품질관리 항목 설정, 평가법, 기준 등을 방대한 연구 결과를 통해 체계화해 확립했고, 이를 기반으로 타 엑소좀 회사 대비 완성도 높은 CMC(화학·제조·품질관리)를 구축하고 있다. 엑소스템텍의 엑소좀 대량 생산 및 분석, 품질 관리 기술은 단연 세계 최고 수준이라고 자부할 수 있다"고 덧붙였다.

조 대표는 "엑소좀은 아직 초기단계이지만, 세포치료제를 대체할 것으로 기대하고 있고 많은 기업들이 연구개발하고 있는 유망 분야다"면서 "수많은 기업 중에서도 우리는 세계 최고 수준의 엑소좀 대량생산 기술, 품질평가 기술 등을 보유하고 있으며, 연구개발도 상대적으로 앞서고 있다고 생각한다. 투자자분들로부터 이러한 시장성과 기술력을 모두 인정받아 높은 평가를 이끌어냈다고 생각한다"고 밝혔다.

엑소스템텍은  2023년 안으로 코스닥 기업공개(IPO)가 성공적으로 진행될 수 있도록 준비하고 있다. IPO를 통해 자금이 조달되면 의약품제조및품질관리기준(GMP) 생산 시설을 건립해 2b상, 3상 단계부터는 직접 임상용 의약품을 생산할 계획이다.

마지막으로 조 대표는 "오늘도 엑소스템텍의 임직원들은 더 나은 엑소좀 치료제를 개발하고자 열심히 고민하며 연구에 매진하고 있다. 관절염, 간섬유증 치료제를 시작으로 다양한 난치성 질환 치료제를 성공적으로 개발해 고통받는 환자들에게 도움을 주는 기업이 되고자 하며, 기업의 이익보다는 사회 공헌을 우선시하는 엑소스템텍이 되겠다"고 말했다.