프로탁(PROTAC), 난치성 질환 정복의 새로운 길을 열다
프로탁(PROTAC), 난치성 질환 정복의 새로운 길을 열다
  • 김수연 기자
  • 승인 2020.09.09 16:40
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단백질 분해 신약 개발로 코로나19 치료제의 희망을 심어…

미래 유망 신약 개발 플랫폼을 거머쥘 수 있는 열쇠, 프로탁(Proteolysis Targeting Chimeras, PROTAC) 기술이 전 세계적으로 주목받고 있다. 특정 단백질의 분해를 유도하는 기술인 프로탁은 그동안 나온 약과 전혀 다른 방법으로 질병을 치료하는 개념이다. 기존에는 질병을 일으키는 단백질에 달라붙어서 기능을 억제 또는 조절시키는 데 초점을 뒀지만, 프로탁은 단백질 자체를 제거한다. 국가를 막론하고 프로탁 기술과 관련한 활발한 연구가 이뤄지는 이유다. 전 세계적으로도 오직 이 분야만을 집중하는 바이오텍으로서 4번째로 설립된 한국의 프로탁 신약 개발 바이오텍 ()핀 테라퓨틱스(Pin Therapeutics, 대표 조현선)는 독자적인 단백질 분해 플랫폼 기술과 글로벌 수준의 경쟁력을 기반으로 단백질 분해 신약 개발의 새로운 차원을 열어가고 있다.

조현선 대표 (사진=중기뉴스타임)
조현선 대표 (사진=중기뉴스타임)

 

차세대 신약 개발 플랫폼 기술 선점

프로탁은 '질병 관련 표적 단백질''단백질 분해 관련 E3 리가아제'를 가까이 붙여 특정 질병 단백질을 분해하는 새로운 약물 작용 원리를 말한다. 이 원리를 기존 신약 개발 과정에 적용하면 새로운 후보물질을 찾아낼 수 있는 기반으로 탈바꿈한다. 신약 개발 플랫폼으로 활용될 수 있다는 의미다. 신약 개발 플랫폼이란 새로운 메커니즘을 통한 기반기술을 확보하거나 환자의 복용 편의성을 개선하거나 효능을 높이는 등 기술적인 진화를 이뤄 높은 부가가치를 창출하는 원천기술을 일컫는다. 일반적으로 약물은 특정 단백질과 결합해 해당 단백질의 기능을 저해 또는 조절하는 방식으로 약효를 발현한다. , 질병 관련 단백질의 결합부위를 어떤 식으로 공략할 수 있느냐에 따라 신규 치료제 발굴 가능성을 판단할 수 있다. 한국화학연구원에 따르면 미국 식품의약국(FDA)에 승인된 약물 중 표적으로 쓰이는 단백질은 400여 종이다. 사람의 질환을 야기한다고 알려진 3000여 개의 단백질 가운데 불과 13%만이 표적 단백질로 개발된 것이다. 현재의 약물 기술로는 대부분의 질환 단백질을 표적으로 삼아 그 기능을 억제 또는 조절하기 어렵기 때문이다. 따라서 질병 관련 단백질 자체를 선택적으로 제거하는 프로탁이 새로운 개념으로 주목을 받고 있다. 프로탁은 표적 단백질 분해 기술로 기존에 개발하기 어려운 표적 단백질뿐만 아니라 이미 개발된 약물 표적 단백질의 내성 등의 문제를 극복할 수 있을 것으로 기대된다. 2017년 미국 샌프란시스코 연구진들과의 협력으로 시작된 핀 테라퓨틱스는 독자적인 단백질 분해 플랫폼 기술을 통해 면역질환, , 노화 관련 질환 등 다양한 질환에 적용 가능한 치료제 개발에 집중하고 있다. 글로벌 수준에서도 타깃 단백질 분해약물(Targeted protein degrader)에 포커스하는 바이오텍은 많지 않은 상황에서 이 회사는 질병과 연관된 단백질을 분해하는 기전을 통해 난치성 질환을 극복하는 데 목표를 두고 본격적인 연구·개발에 속도를 내고 있다. 현재 자체적인 신약개발 기술(Discovery Platform)E3 리간드 플랫폼, PROTAC 플랫폼을 통해 단백질 분해 신약을 개발할 수 있는 기반 기술(Computational chemistry, modeling, 스크리닝, 독자적 어세이 구축 등)을 탄탄하게 구축하고 있다. 이는 세포 내 단백질 분해 관련 생물학, 의약화학, 신약 개발 관련 기술이 융합된 영역으로, 타 제약회사들이 쉽게 뒤쫓아 올 수 없는 진입장벽을 형성한 것이다. 주요 글로벌 제약사들이 대규모 연구와 투자를 진행하고 있는 단백질 분해 신약(PROTAC) 분야에서 선두주자격 입지를 확보한 핀 테라퓨틱스는 2018년 글로벌 제약사 존슨앤존슨(J&J)이 운영하는 제이랩(JLAB, 프리미어 생명공학 인큐베이터 센터)에 입주하여 JLABs의 일원으로서 그 가치와 잠재력을 인정받고 있다.

 

혁신 신약 개발에 새로운 방향 제시

핀 테라퓨틱스는 그동안 치료가 어려웠던 난치성 항암, 자가면역질환, 바이러스성 감염질환 분야에 초점을 맞춰 9개의 파이프라인을 디스커버리 단계에서 연구개발하고 있다. 특히, 지난해 말부터 코로나바이러스감염증-19에 대한 근원적 전략의 치료제 개발에 나섰으며, 오는 하반기부터 본격적인 성과를 기대하고 있다. 조현선 대표는 코로나19 재확산으로 인한 백신·치료제 개발이 절실한 상황이다. 이에 기존의 접근법과는 다른 새로운 MOA(작용기전)을 통한 감염질환 치료를 목표로 세포 내에서 바이러스 단백질을 분해하는 파이프라인 연구개발이 활발히 진행 중이라고 밝히며, “이는 현재 많은 국가에서 시도되고 있는 백신, 항체를 이용한 바이러스 단백질 타겟팅 전략과는 독립적인 기전으로, 코로나19 치료제에 새로운 희망을 줄 수 있기를 기대하고 있다. PROTAC 플랫폼을 통해 항바이러스 치료제에 대한 가능성을 열고, 향후에는 광범위한 RNA 바이러스에 대한 새로운 접근법으로 활용될 수 있을 것이라고 전했다. 또한, 핀 테라퓨틱스는 난치암과 내성암에 집중하고 있다. 기존에 약물로 표적하기 어려웠던 치료 타깃(Undruggable target)에 대한 해결책을 제시할 수 있을 것으로 기대를 모은다. 현재까지 임상에 사용되고 있는 모든 표적 항암제들은 낮은 반응성 혹은 내성 발생으로 인해 기대에 크게 미치지 못한 제한적인 치료 효능만을 보여주고 있으며, 암을 정복하는 데는 역부족인 상황이다. 핀 테라퓨틱스는 이러한 ‘Unmet needs’ 충족의 잠재력을 갖고 있는 파이프라인을 보유하고 있다.

 

단백질 분해 신약 분야 파이어니어, 글로벌 도약 발판 마련

서울대학교 생명과학부에서 학부와 박사 과정을 마친 조현선 대표는 학부 시절부터 바이오텍 창업을 목표로 화학부를 복수 전공하였고, 바이오텍 경영에 필요한 다양한 분야를 스스로 공부해 나가기 시작했다. 박사 과정부터 박사 후 연구원 과정 동안 다양한 질병 영역에 대한 기전 연구 등에 집중하다가 미국에서 바이오텍 분야에 입문하여 사업적 기반을 다졌다. 조 대표는 “2016년 가을, 우연한 기회로 C4 테라퓨틱스라는 회사를 가까이서 알게 되면서 이 분야에 대한 잠재력을 느꼈다고 전하며, “세포 내 분해 시스템을 적절하게 활용해 차세대 플랫폼 기술을 창출할 수 있다는 이 분야에 대한 큰 잠재력이 매력적이었고, 지금까지 준비해온 많은 경험과 경력들을 충분히 발휘할 수 있다고 확신했다고 말했다. 그는 회사 설립 초기부터 전 세계의 다양한 학계, 제약업계 전문가들과 다양한 교류 및 프로젝트를 통해 회사의 기반을 닦았다. 조현선 대표는 한국의 바이오텍 회사를 이끄는 기업가이자 단백질 분해 신약 분야에 가장 먼저 뛰어든 개척자로 통한다. 조 대표는 E3 리간드 플랫폼의 구축으로 세계에서 가장 앞서나갈 수 있는 기반 기술을 구축, 다수의 E3 리간드 물질 도출, 다양한 노하우를 통해 탄탄한 글로벌 네트워크와 경쟁력을 확보했다. 핀 테라퓨틱스는 현재 서울 강남구 소재 한국 본사와 100% 자회사인 미국 독립 법인을 두고 국제적인 공조 전략을 펼치고 있다. 한국 법인과 미국 법인의 멤버들이 조인트 프로젝트 팀을 구성하여 연구개발을 진행하는 구조다. 미국에는 글로벌 제약사와 바이오텍에서 25년 이상 근무한 전문가들과 한국에는 박사급으로 구성된 연구진들은 시차와 국경을 뛰어넘어 매주 화상 미팅을 진행한다. 이들은 프로젝트마다 유기적으로 태스크포스팀을 이루고 전략에 맞춰 이를 피드백한다. 원격 미팅으로 각 프로젝트마다 이어갈지, 접을지(Go/no-go)’에 대한 의사결정을 신속히 내린다.

 

신약 개발 바이오텍 선두주자로 활약 기대

핀 테라퓨틱스는 글로벌 경쟁력을 갖춘 혁신적 신약 개발 플랫폼 회사로서 그 잠재적 가능성을 인정받아 지난 5'2020 6회 대한민국 산업대상' 시상식에서 프로탁 신약 부문 바이오 대상을 수상하는 영예를 안았다. 현재까지 디스커버리 단계의 모든 연구개발을 외주·용역 형태(CRO)로 진행해 왔지만, 오는 10월 설립 예정인 광교 단백질 분해신약 연구소(가칭)에서 국내 연구진과 한국 본사, 미국 법인의 협업 체계를 통해 많은 연구·개발을 수행하고, 혁신적이며 효율적인 신약 개발을 도모하겠다는 방침을 두고 있다. 조현선 대표는 진정한 실력이 바탕이 되었을 때 비로소 성공에 도달할 수 있다고 믿는다. 대내외적인 환경의 변화는 상황에 따라 조금씩 변할 수 있겠지만, 회사가 구축한 튼튼한 기반은 그러한 역동적인 환경에 대한 유일한 답이 될 수 있다고 강조하며, “글로벌 빅파마 로슈의 제넨텍, 노비티스의 NIBR 연구소처럼 과학적 우수성을 바탕으로 다양한 파이프라인을 창출하는 신약 개발 바이오텍을 만들어 가고자 한다.”라고 말했다. 핀 테라퓨틱스는 2023년 코스닥 시장에 상장을 목표로 마일스톤에 집중하고 있다. 이미 한국, 일본, 미국, 유럽의 대형 제약회사 및 바이오텍으로부터 공동 연구개발에 대한 수많은 제안을 받고 있다. 파이프라인의 임상 진입, 공동 연구개발 계약 및 라이센싱 아웃 계약 등 다양한 글로벌 제약회사들과 논의하여 단백질 분해 신약 분야의 글로벌 리더로 성장할 수 있는 밑거름으로 삼겠다는 계획이다. 마지막으로 조 대표는 "한국에도 신약 개발 분야에 대해 지속적으로 글로벌 수준에 도전하는 바이오텍들이 나오기를 기대한다. 이를 통해 더 많은 젊은 연구자들이 신약 개발이라는 분야에 목표를 가지고 도전할 수 있는 바이오강국으로 거듭나게 되기를 바란다"고 맺었다.

 

 

 

 

 


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