생물체가 지닌 유전정보는 DNA(아데닌 A-티민 T, 구아닌 G - 시토신 C)의 상호보완적 결합을 통해 저장되어 있다. 세포 내 기능하는 특정 단백질이 필요하면 유전자는 RNA라는 전달자를 통해 단백질 합성을 지시한다. 즉, 유전자는 생물의 세포를 구성하고 유지하고, 유기적인 관계를 이루는데 필요한 정보를 암호화하고 있다.유전자 편집 기술은 유전체 내 특정 유전자를 삽입, 삭제, 교정하는 기술이다. 유전체 내 특정 위치의 DNA 이중 가닥을 조작된 핵산가수분해효소(유전자 가위, engineered nuclease)로 절단(DSB)하면 세포의 자체 기작을 통해 잘려진 염기서열이 유사한 염기서열을 주형으로 DNA 말단이 연결(상동재조합, HR)되거나 잘려진 DNA 말단이 그대로 연결(비상동말단연결, NHEJ)된다.
치료제 관점에서 유전자를 편집한다는 것은 질병을 일으키는 단백질을 암호화하고 있는 유전자를 절단하여 삭제하거나 교정하는 것을 의미한다. 예를 들어, 겸상적혈구병(Sickle Cell Disease, SCD)은 베타글로빈 유전자의 17번째 염기가 A에서 T로 바뀌어 돌연변이 헤모글로빈 단백질이 만들어져 빈혈·감염·뇌졸중이 발생하는데, SCD에 대해 유전자 편집을 적용하면 바뀌어 있는 염기 T를 A로 편집하여 정상 헤모글로빈을 만들 수 있다.
유전자 편집의 종류는 유전자 가위를 투여해 몸 속에서 편집이 일어나는 생체 내(in vivo) 유전자 편집과 몸 속의 세포를 꺼내 몸 바깥에서 편집한 뒤 다시 투여하는 생체 외(ex vivo) 유전자 편집으로 구분된다.
생체 내 유전자 편집은 표적 하는 곳까지 도달하기 위한 약물 전달 이슈가 중요하다. 생체 외 유전자 편집은 세포를 체외로 채취하는 것이 중요하다. 생체 내 유전자 편집의 약물 전달 벡터로는 아데노연관바이러스(AAV)와 나노지질입자(LNP)가 주로 사용되고 있다. 생체 외 유전자 편집은 세포를 채취하는데 과정이 수월한 혈액 질환에서 다양한 의약품이 개발 중이다.
유전자 편집 기술은 원하는 염기서열을 절단하는 유전자 가위 기술이 중요하다. 유전자 가위 기술은 특정 유전자를 인식하는 부위와 표적 유전자를 절단하는 효소의 특성에 따라 징크핑거, 탈렌, 크리스퍼 기술로 진화해 왔다.
징크핑거와 탈렌은 특정 유전자를 인식하는 단백질 하나 하나와 절단하는 단백질을 연결시킨 재조합 단백질이고 크리스퍼/캐스는 특정 유전자를 인식하는 RNA와 그에 따라 절단하는 단백질이 작동하는 일종의 시스템이다.
따라서 징크핑거, 탈렌을 디자인/제조 하는 데 높은 단백질 공학 기술과 상당한 시간, 비용이 필요하다는 단점이 있다. 크리스퍼는 특정 DNA 서열과 상보적인 RNA 서열을 만들면 되기 때문에 설계나 제조 측면에서 훨씬 간편하다는 장점이 있다. 반면 징크핑거와 탈렌은 타겟하는 염기서열에 매우 특이적으로 결합한다는 장점을 가지고 있고, 크리스퍼는 비교적 특이성이 낮다는 오프타겟 리스크를 가지고 있다고 알려져 있다.
그러던 중 크리스퍼 기술을 적용한 긍정적인 유전자 편집 치료제 임상데이터가 공개되면서 크리스퍼 편집 기술 업체가 주목받고 있다. 작년, 크리스퍼테라퓨틱스(CRSP US)는 베타지중해빈혈/겸상상적혈구병에 대한 유전자 편집 치료제 CTX001데이터를 공개했다. 치료받은 10명의 환자들에게서 일관되고 지속적인 치료 반응이 관찰되었다. 기존 치료제들과 비교했을 때도 우월한 데이터를 공개했다.
올해 주목할만한 크리스퍼 편집 치료제 이벤트도 존재한다. 인텔리아와 에디타스의 첫번째 임상 데이터 공개이다. 인텔리아는 생체 내 트렌스티레틴 아밀로이드증(ATTR) 치료제 NTLA-2001에 대한 첫번째 임상데이터를 올해 안으로, 에디타스는 생체 내 레베르 선천성 흑암시(LCA) 치료제 EDIT 101에 대한 첫번째 임상 데이터를 올해 말 발표할 예정이다. 본 아이템들의 긍정적 임상 시험 데이터가 도출 될 경우 희귀질환 시장에서 가장 중요한 기술 중 하나로 주목될 수 있을 것으로 예상된다.
투자 유망 종목으로는 크리스퍼(CRSP US), 인텔리아(NTLA US), 에디타스(EDIT US) 등이 있다. 올해, 긍정적인 임상데이터가 발표될 경우 기업가치 증가가 예상된다. 그러나 임상 실패 리스크도 존재한다. 특히나 바이오 주식들의 주가 변동성은 상당히 크다. 개별 기업 투자 리스크를 줄일 수 있는 유전자 관련 바이오 ETF인 Global X Genomics & Biotech ETF(GNOM US) 에 투자하는 것도 좋은 방법이다.
관련뉴스
