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천랩의 'Microbiome 플랫폼' 신약개발 가속화 전략

입력 2020-06-11 11:26 수정 2020-06-11 16:45

바이오스펙테이터 장종원 기자

美 'BIO Digital 2020'서 신약후보물질 발굴 플랫폼의 POC 데이터 공개..CLCC1, 간암 단독 및 대장암 병용 투여서 종양 억제 확인..플랫폼 기반 국내외 공동개발 및 자체 임상개발 '투트랙' 진행

"천랩의 마이크로바이옴 플랫폼에서 도출한 다양한 질환의 신약후보물질에서 긍정적인 데이터가 나오고 있다. 간암 단독 및 대장암 병용 투여 모델에서 항암효능을 확인한 'CLCC1'이 대표적이다. 천랩은 마이크로바이옴 신약후보물질 발굴 플랫폼의 경쟁력을 바탕으로 국내외 바이오제약기업과 콜라보레이션을 추진하는 동시에 자체 임상개발에도 속도를 낼 계획이다."

천종식 천랩 대표는 지난 9일 바이오스펙테이터와 만난 자리에서 정밀분류 기반 마이크로바이옴 신약후보물질 발굴 플랫폼 'Precision Taxonomy Discovery Platform'을 통한 신약개발 가속화 전략을 소개했다.

천랩은 지난해 6월 미국 필라델피아에서 열린 'BIO 2019’에서 마이크로바이옴 플랫폼 기반 신약개발을 선언한 바 있다. 1년만인 지난 8일(현지시간) 비대면 방식으로 개막한 ‘BIO Digital 2020’에서는 마이크로바이옴 플랫폼의 경쟁력을 보여줄 POC(Proof of Concept) 데이터를 공개했다.

◇천랩, '마이크로바이옴 신약 플랫폼' 기반 비즈니스 확장

천랩은 미생물 유전체 참조 데이터베이스 및 20여개 질환에 대한 환자 데이터베이스를 바탕으로 14만건 이상의 인간 마이크로바이옴 데이터를 확보해 신약후보물질을 효율적으로 발굴할 수 있는 플랫폼 기반의 원천기술을 구축했다.

특히 천랩의 신약후보물질 발굴 플랫폼은 미생물 전장 유전체 정보를 활용해 종(Species)과 균주(Strain)에 가까운 수준에서 미생물을 동정 및 분류할 수 있다. 또한 높은 분류학적 해상도를 통해 기존에 발표되지 않은 신종 장내 미생물을 포함, 여러 질환에 대해 치료 효능을 보유한 균주를 발굴할 수 있다. 이 과정에서 휴먼 마이크로바이옴 빅데이터와 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 기술이 접목된다.

또한 치료 효능을 보유한 균주들은 건강한 사람의 대장에서 유래한 미생물의 우점종 균주 중에서 선정되기 때문에 안전성도 확보했다는 설명이다. 또한 천랩은 5400균주 이상(신종 70종 이상)의 균주은행(Strain Bank)을 보유해 가장 효과적인 균을 정확하게 확보할 수 있다는 장점이 있다.

천종식 대표는 "우리의 플랫폼은 다양한 질환에서 시간뿐 아니라 비용 효과적으로 신약 및 진단을 위한 후보물질을 찾아낼 수 있다"면서 "염증성 장질환(IBD), 비알코올성간질환(NASH), 파킨슨병, 자폐, 치매 등의 뇌질환 등에서 지속적으로 데이터를 확보하고 있다"고 설명했다.

천랩은 이러한 마이크로바이옴 플랫폼의 경쟁력을 바탕으로 국내외 바이오제약기업과 콜라보레이션을 진행할 계획이다. 플랫폼 기반의 기술이전, 마이크로바이옴 신약 공동개발 등 다양한 형태의 협력이 이뤄질 수 있다는 설명이다.

실제로 길리어드사이언스는 지난 4월 마이크로바이옴기업인 세컨드지놈과 '마이크로바이옴 분석 플랫폼' 기반의 파트너십 계약을 체결하기도 했다. 염증, 섬유화 등 질환에서 최대 5개 파이프라인에 대한 임상 반응을 예측할 수 있는 마이크로바이옴 바이오마커 및 염증성장질환(IBD)에서 최대 5개의 치료 타깃 또는 후보물질을 발굴하는 총 15억달러 규모의 계약이다.

◇CLCC1, 단독(동소이식모델)/병용투여서 종양 성장 억제 확인

천랩은 이번 BIO에서 마이크로바이옴 플랫폼을 통해 도출한 항암제 신약후보물질 ‘CLCC1’의 간암 단독 투여 및 대장암 병용 투여 동물 모델 효능시험 결과를 첫 공개했다. 천 대표는 "CLCC1은 여러 암종에서 종양의 성장을 억제하고 크기를 감소시키는 효능을 확인했다"면서 "CLCC1은 다른 마이크로바이옴 치료제 후보물질과는 다르게 정상인이 많이 갖고 있는 균이라는 점에서도 차별화된다"고 설명했다.

먼저 천랩은 CLCC1의 간암 단독투여 동물실험은 간암 세포 유래 조직을 동물의 간에 이식한 동소이식 모델(Orthotopic Model)을 사용해 항암 효능을 검증했다. 매일 CLCC1을 경구투여받은 마우스군은 대조군과 달리 일정기간 이후부터 종양 크기(tumor volume)가 현저히 줄어드는 것을 확인했다.

특히 이번 연구는 마우스의 피하 등에 이식하는 기존 이소이식이 아닌 동소이식 모델을 통해 항암 효능을 검증했다는 점에서 의미가 있다.

동소이식 모델은 실제 병변과 같은 장기에 암세포를 이식해 각 장기별 암세포가 작동하는 특징(signature)이나 전이 양상을 정확히 살펴볼 수 있는 장점이 있다. 즉 동소이식 모델은 실제 환자에게서 일어나는 병증을 좀 더 유사하게 재현해 임상에서도 유사한 결과가 나올 가능성이 큰 것이다.

천랩은 또한 해외 CRO에 의뢰해 대장암(MC38) 동물모델에서 CLCC1의 단독 혹은 병용투여 가능성을 확인했다. 대조군과 면역관문억제제(anti PD-1) 단독투여군, CLCC1 단독투여군과 CLCC1+anti PD-1 병용투여군으로 나눠 진행한 실험에서 CLCC1 단독투여군은 anti PD-1 단독투여군과 유사한 종양 성장 억제 효과를 나타냈다. 특히 CLCC1+anti PD-1 병용투여군의 경우 대조군 대비 55%가량 종양 성장이 억제된 것을 확인했다.

김현 천랩 CDO는 "현재 호주에 현지법인을 설립했으며 현지 미생물 생산 인증시설(cGMP)을 보유한 CDMO와도 계약을 했다"면서 "2021년 하반기 임상 1상 진입을 목표로 연구개발을 진행할 계획"이라고 말했다. 천랩은 이외에도 염증성 장질환, 비알코올성 간질환, 뇌질환 파이프라인에 대한 연구개발도 진행하고 있다.

천종식 대표는 "천랩은 오랫동안 구축해온 데이터베이스를 기반으로 한 마이크로바이옴 신약 후보물질 발굴 플랫폼을 이용해 구축된 빅데이터로부터 질환 상관성이 높은 후보물질을 빠르게 발굴하고 동물실험에서도 긍정적인 결과를 얻었다"면서 "앞으로 천랩이 보유한 플랫폼이 마이크로바이옴 신약 후보물질 발굴의 ‘골드 스탠다드(gold standard)’로 자리매김할 수 있도록 하겠다”라고 말했다.

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