유일바이오텍(대표 조창호)이 성균관대학교 박종찬 교수 공동연구팀과 진행한 세포 실험(in vitro)에서 유글레나 유래 엑소좀의 혈뇌장벽(BBB) 투과 가능성을 확인했다고 28일 밝혔다. 업체에 따르면 유글레나 유래 엑소좀으로 BBB 투과 가능성을 확인한 실험 사례는 세계 최초다.
이번 실험은 인간 뇌혈관 세포(HBMEC) 기반 in vitro(시험관 내) BBB 모델에서 진행됐으며, 최대 8.8%의 투과율을 기록했다. 유글레나 엑소좀의 RNA(리보핵산) 탑재는 EV(세포외소포체) 약물 전달 전문기업 엑솔런스와 협업해 진행했다. 엑솔런스의 충격파 기반 EV 엔지니어링 기술을 적용, 기존 엑소좀 RNA 탑재율 대비 5배 이상 높은 수준의 탑재 결과를 확보했다고 회사 측은 설명했다. 뇌 혈관벽 단백질 손상 없이 투과했으며 세포 독성도 관찰되지 않았다.
업계에 따르면 알츠하이머 등 뇌 질환 치료제 개발은 BBB에 가로막혀 30년 넘게 난항을 겪어 왔다. 기존 뇌 질환 약물의 98% 이상이 뇌에 도달하지 못하며, 알츠하이머 신약 임상 실패율은 99%를 넘는다. 코로나19 백신에 쓰인 지질나노입자(LNP)도 뇌 도달률이 1% 미만이고 염증 반응 우려가 있다. 동물·줄기세포 유래 엑소좀은 대량 배양 시 품질 저하, 높은 생산비, 면역 반응 등의 문제로 현재까지 미국 식품의약국(FDA) 및 유럽 의약품청(EMA) 승인을 받은 치료제가 없는 상태다.
유일바이오텍은 해당 기술을 알츠하이머 치료제를 시작으로 고형암, 차세대 백신까지 확장하는 범용 약물 전달 플랫폼으로 개발할 방침이다. 알츠하이머의 경우 Tau(타우) siRNA(짧은간섭RNA)를 탑재해 뇌 내에 직접 전달하고, 고형암은 종양 혈관을 침투해 암세포 내부에 약물을 전달하는 전략이다.
상용화 측면에서는 유일바이오텍의 SN-TECH 멸균 기술에 고려대학교 최윤이 교수 연구팀의 유글레나 생산·추출 가공 기술을 결합해 배양 주기 5일 만에 고농도(10¹² particles/mL) 생산이 가능하다. 현재 보유한 사전 파일럿 공장에서 연간 1억 바이알 규모의 대량생산이 가능한 수준이라고 회사 측은 밝혔다. 동물 유래 성분이 없는 미생물이어서 균일한 품질 유지와 생산 단가 절감이 가능하다는 설명이다.
유일바이오텍은 국내 특허 출원을 완료했으며, 미국·유럽·일본·중국 등 주요국 PCT(국제특허) 출원을 준비 중이다. 앞으로 알츠하이머 및 뇌종양 마우스 모델을 통한 전임상 효능 검증과 cGMP(우수 의약품 제조품질관리기준) 수준의 제조 공정 확립에 나설 계획이다.
조창호 유일바이오텍 대표는 "유글레나 엑소좀은 생산성, 안전성, BBB 투과 가능성을 동시에 갖춘 플랫폼"이라며 "CNS(중추신경계) 질환은 물론 고형암과 백신 시장까지 확장하겠다"고 말했다.
박종찬 성균관대 교수는 "동물 유래 엑소좀의 면역 반응 우려와 규제 부담을 낮추면서 생산성에서도 우위를 보여 상용화 가능성을 높인 플랫폼"이라고 평가했다. 최윤이 고려대 교수는 "미세조류 유래 엑소좀의 대량 생산과 배치 간 재현성이라는 두 가지 난제를 동시에 해결했다는 데 의미가 크다"고 했다.