[한경잡앤조이=이진호 기자] 엘바이오(주)는 개발한 폴리머 유전자 전달체(벡터)와 유전자(siRNA)를 이용해 암세포와 암줄기세포를 사멸시키는 표적 siRNA 나노항암제를 개발하고 있는 스타트업이다. 정종훈 대표는 서울대학교 바이오시스템소재학부 교수로서 2019년 4월에 엘바이오를 서울대학교 내에 실험실 벤처기업으로 설립했다.
엘바이오는 개발한 비바이러스성 폴리머 유전자 전달체 플랫폼을 이용해 폐암, 뇌종양 등의 모든 암치료를 위한 siRNA 항암제를 개발 중이다. 특히 엘바이오가 개발한 폴리머 벡터 플랫폼은 독성이 거의 없고, 삼투압성이 매우 높아 뇌혈관장벽(BBB) 및 종양혈관장벽(BTB)를 통과한다. 유전자 전달효율이 높아서 뇌암, 폐암 등의 고형암 치료를 위한 siRNA 항암제의 유전자 전달체로서 매우 효과가 좋다.
정 대표는 서울대의 생체역학 및 조직공학 연구실에서 2010년부터 나노입자의 폴리머 벡터를 개발하기 시작했다. 개발한 폴리머 벡터와 그것의 항암제로의 응용에 대해 2014년에 국내 및 미국에 특허를 출원했다. VBPEA 유전자 전달체 및 항암제로의 적용에 관한 특허가 국내에 먼저 등록됐고, 2018년 1월에는 미국 특허에도 등록됐다. 또한 삼투성이 높은 폴리머 유전자 전달체 및 항암제로의 적용 특허가 국내와 미국에 등록됐다. 엘바이오는 2019년 9월에는 중소벤처기업부 초기창업패키지 사업에서 우수 기업으로 선정되어 연구비를 지원받았고 최우수 평가도 받았다. 2019년 11월에는 한국기술보증기금의 유테크밸리사업에 선정돼 20억원을 100% 보증받았고, 한국기술보증기금에 의해 벤처기업으로 선정됐으며 기업부설연구소가 KOITA에 의해 설립됐다.
엘바이오는 2020년 1월부터는 한국 A 제약㈜에서 유전자 전달체를 GMP 제조하고 있다. 정 대표는 2021년 5월 스승의 날에 학술진흥 기여로 대통령 표창장을 수상했다. 2021년 6월부터는 중소벤처기업부 창업성장기술개발사업 디딤돌과제로서 암줄기세포 치료용 유전자 나노항암제 과제를 2022년 말까지 성공적으로 수행했다. 현재는 관악구청의 스타트업 스케일업 사업의 일환으로 제품 ‘Xylifectamine’의 유전자 전달체를 연구용 시약으로 온라인 판매하고 있다. 또한 암 줄기세포 치료에 관한 특허가 2022년에 국내에 등록됐다. 미국, 중국, 일본, 인도에 출원했으며 나노체인 형태의 siRNA 나노항암제 특허도 국내 및 PCT 국제특허를 출원하였으며, 미국과 중국에 출원한 상태다. 2022년 9월에는 안전성평가연구소의 중소기업협력사업의 일환으로 엘바이오가 어깨동무기업으로 선정돼 비임상시험 등의 신약개발 지원에 대해 안전성평가연구소와 협력을 맺었다. 지난해 9월에는 2022 관악S밸리 데모데이 Tour 4 대회에서 우승해 관악구청장으로부터 최우수상을 수상했다. 2023년 10월에는 서울시 서남권 캠퍼스타운 창업기관 네트워킹의 4개 창업기관 대표들인 8개 기업의 경진대회에서 서울대 캠퍼스타운 대표로 참가하여 최우수상을 수상했다.
siRNA 나노항암제의 기전은 유전자 전달체가 암세포를 표적하고, 유전자 전달체에 탑재된 siRNA로 DNA 합성을 억제함으로써 암세포를 사멸시키는 것이다. 또한 유전자 전달체에 특정 펩타이드를 결합해 암 줄기세포를 표적하고 또 다른 siRNA로 암 줄기세포의 SHH 신호 전달체계를 차단하여 암 줄기세포의 자기재생을 막음으로써 사멸시키는 것이다. 즉, 암세포와 암 줄기세포를 동시에 사멸시킴으로써 암을 완치시키는 메커니즘으로 모든 암에 적용할 수 있다.
엘바이오는 국내 최초로 마우스 뇌종양 모델을 개발해 나노입자의 항암제를 정맥주사로 2주간 처리한 결과 뇌종양(교모세포종)의 크기를 평균 65% 감소시켰으며, 나노체인의 항암제를 2주간 처리한 경우에는 뇌종양의 크기를 평균 87% 감소시켰다. 또한 마우스 등에서의 동물실험에서는 사람 폐암 세포의 종양에 나노입자 항암제를 30일간 처리한 결과 종양의 크기를 약 80%까지 감소시킬 수 있었다. 그리고 유전자 전달체에 CRISPR-Cas9을 탑재해 암 줄기세포를 사멸시킬 수 있음을 구명하여 종양들을 빠르게 치료할 수 있음을 확인했다.
유전자 나노항암제는 모든 암에 적용이 가능한 4세대 유전자 치료제로서, 20~30%의 낮은 치료율과 부작용이 있는 3세대 면역항암제를 대체시킬 수 있다. 폴리머 플랫폼 기반의 유전자 나노항암제는 암을 정복할 수 있는 새로운 항암제로서 전 세계 시장을 석권할 수 있다.
정 대표는 siRNA 나노항암제의 경쟁력으로 다섯 가지를 꼽았다. 첫째로, 유전자 전달의 폴리머 벡터가 독성이 거의 없고, 삼투성이 높아 뇌혈관장벽(BBB)과 종양혈관장벽(BTB)를 잘 통과하며 유전자 전달 효율이 60~80%로 매우 높다, 둘째로, 벡터에 siRNA를 탑재하여 암세포의 DNA 합성을 억제하여 암세포의 세포주기 정지와 자기사멸을 유도하여 암세포를 죽일 수 있다. 셋째로, 벡터에 특정 펩타이드를 결합해 암 줄기세포를 표적하고, siRNA로 암 줄기세포의 자기재생을 막음으로써 암 줄기세포도 자기사멸을 유도한다. 즉, 암세포와 암줄기세포를 동시에 사멸시킴으로써 암을 완치시킬 수 있다. 넷째로 현재의 뇌종양 치료제는 생명 연장에 불과한데 비해, siRNA 항암제는 마우스 뇌종양 모델에서 그 종양 치료 효과가 매우 높았다. 다섯째로, 최근에 siRNA 치료제 4개 제품이 2018년 이후에 FDA에 의해 승인되어 siRNA 치료제의 효과가 입증되었다. 따라서 엘바이오(주)에서는 개발한 벡터를 이용해 폐암세포종양과 뇌종양의 마우스 동물모델에서 siRNA 항암제의 치료 효과를 입증함에 따라 세계 최초로 siRNA 항암제를 개발 중에 있다.
엘바이오는 중소벤처기업부의 초기창업패키지사업, 창업성장기술개발사업 그리고 한국기술보증기금의 유테크밸리사업 등을 통해 siRNA 나노항암제를 개발하고 있다.
“현재 항암제의 플랫폼인 유전자 전달 폴리머 벡터를 개발 완료함에 따라 제약회사에서 제조하고 있습니다. 이를 이용해 siRNA 나노항암제를 GLP기관에서 독성시험, 약리시험 등의 비임상 시험을 시행하고자 한다. 비임상 시험후에는 임상시험계획서를 식약처에 제출하여 병원의 임상시험센터에서 뇌종양 임상시험을 하고자 합니다. 이를 위해 국가신약개발연구과제를 신청하고 있다. 또한 향후 글로벌 제약사와도 공동으로 다양한 siRNA 항암제를 개발하기 위해 Alnylam P. Roche, MERCK, Pfizer, MSD 등의 빅파마들을 접촉하려고 합니다.”
전세계 항암제 시장규모는 240조원(2024년 기준)이고, siRNA 치료제 시장규모는 약 20조원(2024년)으로서 급속도로 증가하고 있다. 정 대표는 “향후 마켓팅 전략으로서, 첫째로, 개발한 유전자 전달체를 유전자 전달용 시약으로 전세계에 판매하고자 한다”며 “이를 위해 제품의 홍보지를 제작하고 있으며, 현재 글로벌 시약사 및 국내 대표 시약사를 접촉하고 있다”고 말했다.
“siRNA 치료제를 생산하거나 관심이 있는 글로벌 제약사들을 접촉하여 공동 개발하고자 합니다. 폴리머 벡터 기반의 플랫폼을 이용한 나노항암제의 암세포 치료용 siRNA 항암제, 암줄기세포 치료용 siRNA 항암제, 나노체인 형태의 항암제, CRISPR 나노항암제 등의 여러 파이프라인중에 일부 기술을 글로벌 빅파마에 기술이전 할 예정입니다.”
정 대표는 “벤처 캐피탈 투자사 또는 기술지주회사로부터 투자 유치를 받은 후에 TIPS와 같은 국가 지원 연구개발비를 유치하고자 한다”며 “범부처 국가신약연구과제로 ‘siRNA 항암제’를 신청할 것”이라고 말했다. 덧붙여 “항암제 및 유전자 치료제 개발사인 국내외 글로벌 바이오 회사로부터 전략적 투자를 유치할 것”이라며 “투자한 후 임상시험이 끝나는 시점인 약 5~6년 후에 투자 수익을 올릴 수 있도록(EXIT) 기술특례로 신규상장(IPO)을 추진한다”고 말했다.
설립일 : 2019년 4월
주요사업 : 유전자 전달체, siRNA 나노항암제
성과 : 유전자 전달체 Xylifectamine 시약으로 온라인 판매, 서울시 서남권 캠퍼스타운 창업기관 네트워킹 SNL DAY 2023, 최우수상 수상
jinho2323@hankyung.com
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