[스타트UP스토리 플러스(+)] 백은정 아트블러드 대표
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헌혈에 의존하지 않고 실험실에서 인공혈액을 생산하려는 시도가 이어지고 있다. 하지만 실제 환자에게 수혈할 수 있는 수준으로 상용화하기까지는 넘어야 할 산이 많다. 특히 수혈 한 번에 수조 개의 적혈구가 필요한 만큼, 대량생산 기술 확보와 생산비용 절감이 핵심 과제로 꼽힌다.
2024년 머니투데이 스타트업 미디어 플랫폼 '유니콘팩토리'의 간판코너 '스타트UP스토리'에 소개된 바이오 스타트업 아트블러드는 지난 2년간 인공적혈구 대량생산을 위한 제조공정 고도화에 주력해 왔다. 당시 적혈구 전구세포주를 활용한 체외생산 기술을 앞세웠다면, 현재는 고농도 배양과 생산비용 절감 등을 통해 실제 의약품 상용화를 위한 기반을 다지고 있다.
백은정 아트블러드 대표는 최근 유니콘팩토리와의 후속 인터뷰에서 "창업 이후 가장 의미 있는 성과는 수혈용 적혈구를 생산할 수 있는 전구세포주와 이를 고농도로 배양하는 제조공정을 함께 개발해 왔다는 점"이라며 "이제는 체외생산 적혈구를 산업적 규모로 생산할 수 있는 제조 플랫폼을 개발하는 회사로 성장했다"고 말했다.
전구세포주 기반 대량생산 기술 고도화
인공적혈구를 만드는 기존 방식에는 혈액세포의 근원이 되는 조혈모세포를 배양하거나, 다양한 세포로 분화할 수 있는 유도만능줄기세포(iPSC)를 활용하는 방법 등이 있다. 다만 조혈모세포는 체외에서 증식할 수 있는 능력에 한계가 있고, iPSC는 적혈구로 분화·성숙시키는 과정이 복잡하다는 과제가 있다.
아트블러드는 적혈구가 만들어지는 과정의 중간 단계에 해당하는 전구세포를 장기간 증식할 수 있는 세포주로 확립해 이 같은 한계를 극복하고 있다. 세포 증식에 관여하는 유전자의 발현을 조절해 전구세포의 증식 능력을 유지하고, 이후 분화·성숙 과정을 거쳐 적혈구를 생산하는 방식이다. 한 번 확보한 세포주를 반복적으로 배양해 적혈구를 생산할 수 있어 매번 새로운 조혈모세포를 확보해야 하는 부담을 줄일 수 있다.
최근에는 고농도 배양과 높은 탈핵률을 달성하며 생산 효율을 높였다. 탈핵은 미성숙 적혈구가 세포 안의 핵을 배출해 성숙 적혈구로 전환되는 과정이다. 수혈용 적혈구를 생산하려면 충분한 수의 세포를 확보하는 동시에 높은 탈핵 효율을 유지하는 것이 중요하다.
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생산비용 절감에도 성과를 내고 있다. 회사는 배지와 시약, 공정개발, 분석 및 품질관리 등에 들어가는 비용을 올해 초 대비 절반 수준으로 낮췄다. 향후 고농도 배양과 배지 원가절감, 바이오리액터 운용 효율화를 통해 가격 경쟁력을 확보한다는 계획이다.
백 대표는 "인공적혈구 상용화의 핵심 과제는 일관된 대량제조와 생산단가"라며 "세포 증식 능력뿐 아니라 고농도 배양, 탈핵률, 분리·정제 회수율을 함께 개선하는 방향으로 제조공정을 개발하고 있다"고 설명했다.
2029년 임상 진입 목표…만성빈혈 환자부터 공략
아트블러드는 2028년 4분기 식품의약품안전처에 임상시험계획(IND)을 제출하고 2029년 임상에 진입하는 것을 목표로 하고 있다. 현재 GMP(의약품 제조·품질관리 기준) 마스터셀뱅크 구축과 분석법 검증, 비임상 안전성 평가 등을 진행하며 임상 진입을 준비 중이다.
초기 임상에서는 장기간 반복적인 적혈구 수혈이 필요한 만성빈혈 환자를 대상으로 안전성과 체내 생존 기간, 적혈구 기능 등을 평가하는 방안을 검토하고 있다.
특히 아트블러드가 개발하는 인공적혈구는 O형 Rh 음성(O-negative)을 기반으로 주요 혈액형 항원도 음성인 특성을 갖고 있다. 회사는 이러한 특성을 바탕으로 반복 수혈 과정에서 혈액형 적합성 문제를 겪는 환자나 희귀혈액형 환자 등으로 활용 범위를 넓힌다는 구상이다.
또한 체외에서 적혈구를 생산하는 방식이 헌혈자에 따른 품질 편차를 줄이고 일부 수혈 이상반응 위험을 낮추는 데 도움이 될 것으로 기대하고 있다.
백 대표는 "체외에서 생산한 적혈구를 일관된 품질의 의약품으로 제조해 반복 수혈이 필요한 만성빈혈 환자들에게 먼저 공급할 계획"이라며 "장기적으로는 혈액 공급이 부족한 지역이나 특수한 의료 환경에서도 활용할 수 있는 제품으로 발전시키겠다"고 말했다.
반려견 수혈용 인공적혈구 개발도 병행하고 있다. 사람용 인공적혈구 연구에서 확보한 세포 생산·배양 기술을 바탕으로 반려견 혈액의 체외생산에 성공했다. 지난해 과학기술정보통신부의 '차세대 유망 시드(seed) 기술실용화 패스트트랙' 사업에 선정돼 관련 연구개발을 추진 중이다.
수혈 넘어 약물전달체로…적혈구 활용 범위 넓힌다
아트블러드는 인공적혈구를 수혈뿐 아니라 치료 물질을 전달하는 수단으로 활용하는 연구도 진행하고 있다. 최근 적혈구로 성숙하기 전 단계인 전구세포에서 특정 단백질을 발현시키는 데 성공했으며, 적혈구 표면에 특정 장기나 세포를 인식하는 기능을 부여하는 기술도 개발 중이다.
이러한 기술이 상용화되면 적혈구를 이용해 체내 특정 세포에 치료 물질을 전달하는 '약물전달체'로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 아트블러드는 향후 제약·바이오 기업과의 공동연구 및 기술이전을 통해 사업화 기회를 모색할 계획이다.
백 대표는 "적혈구 전구세포주 기반 제조 플랫폼을 통해 혈액 공급 부족 문제를 해결하고, 적혈구를 활용한 새로운 치료 가능성까지 열어가는 글로벌 바이오기업으로 성장하겠다"고 말했다.
