약(藥)이 되는 유산균… 유전자 재조합해 대장암 치료제로 거듭난다

유산균의 유전자를 재조합해 대장암 치료제로 개발하는 임상시험이 국내에서 처음 진행된다. 기존 대장암 치료제가 대부분 주사를 통해 주입하는 약물이나 합성 화합물 항암제였다면, 유산균 유래 대장암 치료제는 경구 복용하는 천연의약품으로 정상세포에는 독성이 없고 암세포의 성장만 억제하는 기전을 갖고 있다. 경구용 제제 특성상 장기 복용이 편리하며, 대량 생산 또한 가능해 경제성까지 갖춘 항암제로 주목받고 있다.

쎌바이오텍, 서울대병원서 'PP-P8' 임상 시작

최근 쎌바이오텍은 서울대병원과 함께 마이크로바이옴 대장암 신약 'PP-P8'의 임상시험에 돌입했다. 이번 임상시험에서는 총 32명의 전이성 대장암(직결장암) 환자를 대상으로 ▲내약성 ▲안전성 ▲유효성을 평가한다. 용량 증량 단계(파트1)에서 단계적으로 투약 용량을 증량해 안전성을 확인하고, 용량 확장 단계(파트2)에서는 적정 용량을 선정해 유효성을 탐색할 예정이다.

앞서 쎌바이오텍은 지난해 3월 식품의약품안전처로부터 PP-P8의 1상 임상시험계획을 승인받았다. 임상시험에 필요한 모든 시약은 쎌바이오텍의 김포 본사 내 '생물학적 제제 의약품 공장'에서 직접 생산한다. 현재 전세계적으로 미생물을 활용한 마이크로바이옴 신약 개발이 활발히 이뤄지고 있지만, 신약·임상용 시약을 생산할 수 있는 위탁개발·생산 기업은 드문 실정이다.

PP-P8은 쎌바이오텍 유산균 제품 '듀오락'의 특허 균주 'CBT­LR5(KCTC 12202BP)'에서 유래한 항암 단백질 'P8'을 대량 복제·생산하도록 개발된 'CBT­SL4(KCTC 10297BP)' 기반의 형질전환 유산균이다. 유전자 조작 기술을 활용해 대장암 세포를 사멸시키는 항암 단백질 P8을 자연 상태보다 100배 이상 생산할 수 있도록 설계했다. 개발에 사용되는 유산균은 100% 한국산 유산균(CBT 유산균)이다.

대장암 치료제 개발 위해 합성생물학 기술 접목

유산균에서 항암 효과가 발견됐다는 사실이 연구자들에게 완전히 새로운 정보는 아니다. 문제는 유산균의 어떤 치료 물질이 항암 효과를 발휘하는지 명확하지 않았고, 효과 또한 미미했다는 점이다. 이를 해결하기 위해 '합성생물학' 기술이 접목됐다. 합성생물학은 생물의 구성 요소를 변경하는 것으로, 최근 바이오 업계에서 주목받는 신기술이다. 현재 쎌바이오텍은 항암 물질 발굴과 함께 합성생물학 원천기술 확보를 최우선 과제로 설정하고 신약 개발에 착수한 상태다. 동물실험뿐 아니라 ▲단백질 분리 정제 ▲유전자 조작·균체 이식 ▲세포실험 ▲발효 기술 등 다양한 분야의 전문가들을 총동원했다.

쎌바이오텍 변종선 임상개발팀장은 "원천기술을 선진국보다 빠르게 확보해야 특허와 기술 경쟁에서 우위를 점할 수 있다고 판단했다"며 "여러 분야 기술의 시너지와 듀오락 유산균 연구 데이터를 기반으로 혁신 신약을 개발하는 중"이라고 말했다.

"DDS 플랫폼·듀얼코팅 기술·생산 역량 집약"

PP-P8에는 유산균에서 유래한 항암 단백질 P8을 플라스미드 DNA에 도입하고, 이를 또 다른 유산균에 형질전환 시키는 '유산균 약물전달시스템(DDS)' 플랫폼 기술이 접목됐다. 현재 쎌바이오텍은 이 기술을 활용해 당뇨병, 비만, 질염 치료제 등 신약 개발 파이프라인을 확장하고 있다. 유산균 전달체 또한 CBT 유산균으로 개발했다. 3차원 구조의 치료 물질이 정확한 위치에서 대량 분비될 수 있도록 유도하기 위함이다. PP-P8을 대장까지 무사히 전달하는 코팅 기술의 경우, 듀오락 제품에 적용해 기능성을 입증 받은 '듀얼코팅'기술이 활용됐다. 듀얼코팅 기술은 쎌바이오텍이 개발한 4세대 코팅 기술로, 장내 생존율을 높여 신약의 안정성과 효능을 확대할 수 있다. 이를 통해 개발 기간도 단축했다. 변종선 팀장은 "PP-P8은 쎌바이오텍의 DDS 플랫폼, 듀얼코팅 기술, 생물학적 제제 생산 역량이 집약된 결과물"이라며 "항암 물질을 발견한 유산균과 이를 운반하는 유산균까지 모두 CBT 유산균이라는 점에서 의미가 크다"고 했다.