일동제약의 마이크로바이옴 신약개발 동향은?

이성희 선임연구원이 말하는 프로바이오틱스부터 파마바이오틱스까지

“일동제약은 1959년 유아정장제 비오비타를 시작으로 1976년 미생물 생산 공장 설립, 2016년 종균은행을 설립하며 미생물의 생산부터 관리까지 체계적인 시스템을 구축했다. 향후 일동제약은 프로바이오틱스 개발 경험을 바탕으로 마이크로바이옴 신약개발을 진행해 나갈 예정이다” / 이성희 일동제약 선임연구원은 26일 보령제약 중보홀에서 열린 2018 대한임상약리학회 춘계학술대회에서 이같이 말했다. / 메디포뉴스는 이 연구원의 발표 내용을 바탕으로 마이크로바이옴 신약개발의 어려움과 일동제약의 마이크로바이옴 신약개발을 위해 진행되고 있는 연구 내용을 전한다.[편집자주]

◆아토피 개선에 효능 입증한 ID-RHT3201

ID-RHT3201는 미생물 L. rhamnosus를 pharmabiotics로 만든 것이다. 이 연구원의 발표 내용에 따르면, ID-RHT3201은 L. rhamnosus를 열처리(tyndallization: 간헐멸균법) 과정을 통해 세균의 세포벽을 파괴하고, 세균 내에 포함된 세포 조성물, 대사물질(metabolite)을 농축해 동결건조 시킨 후 parmabiotics로 만든 것이다. Pharmabiotics란 인간의 건강에 도움을 줄 수 있는 미생물을 약물로 활용하는 것을 의미한다. Pharmabiotics의 약물 유형으로는 ▲live or dead microbes ▲microbial components ▲microbe-produced substance 등이 있다.  

일동제약 연구팀은 실험을 통해 아토피가 발병했을 때 과발현 되는 사이토카인 물질 ‘IL-4’ 발현량을 측정했다. 실험을 통해 L. rhamnosus이 IL-4의 과발현을 억제하다는 결론을 내렸고, 이를 통해 통해 L. rhamnosus IDDC 3201을 아토피 치료제의 약물 원료로 활용할 수 있겠다는 통찰을 얻었다. 이후 동물실험과 중증도 아토피를 앓고 있는 4세 유아를 대상으로 한 실험에서 아토피 증상 완화를 실험을 통해 확인했다. 

◆우리나라 마이크로바이옴 연구 활발하게 진행되고 있으나 정책적 지원 부족 

이 연구원은 “외국은 (마이크로바이옴을 이용한 치료제) 임상이 진행 중인 것이 많은데, 우리나라는 프로바이오틱스를 제외한 나머지 마이크로바이옴을 이용한 치료제는 임상을 진행하기 상당히 어렵다. 마이크로바이옴을 시작한 국내외 기술적 차이도 분명히 존재하지만, 이러한 간극은 국내의 정책적 문제도 분명히 작용한다고 본다”며 우리나라 마이크로바이옴을 이용한 신약 개발 어려움에 대해 지적했다. 

이 연구원이 지적한 대로, 미국 FDA는 생물학적 약물(biological product) 중 Live Biotherapeutic Products(LBPs) 범주가 있기 때문에, 살아있는 생균제를 활용하는 마이크로바이옴 약물에 대한 가이드라인을 제시해 줄 수 있다. 반면 우리나라는 프로바이오틱스의 특정 기능이 발견돼 약물로 발전되는 파마바이오틱스에 단계에 가도 여전히 식품의 ‘건강기능식품’에서만 관리를 받아야 한다. 때문에 우리나라는 마이크로바이옴을 이용한 치료제에 대한 가이드라인이 아직까지 마련되지 않았으며, 이는 마이크로바이옴 약물 개발의 어려움으로 작용할 수 있다. 미국 FDA에서는 Center for biologics Evaluation and Research(CBER) 등에서 마이크로바이옴 이용한 치료제 개발에 대한 상세한 가이드라인을 마련하고 있다. 

◆일동제약, 프로바이오틱스 토대로 장-뇌축 연결하는 마이크로바이옴 약물 개발할 것

최근 마이크로바이옴 약물 연구에서 관심이 높은 부분은 ‘장-뇌 축(microbiome-gut-brain-axis)’이다. 이 분야가 약물 개발로 이어지기 위해선 ‘과연 장과 뇌 사이에 어떤 물질이 오가는가?’라는 질문에 답할 수 있어야 한다. 연구자들이 추측하기론 장과 뇌 사이를 오가는 물질로는 ▲도파민과 세로토닌 같은 신경전달물질 ▲면역조절을 할 수 있는 사이토카인 ▲미생물을 대사를 통해 생성되는 metabolite가 있다. 

이 연구원은 “일동제약에서도 위 세 가지 물질이 뇌와 장 사이를 원활하게 오갈 수 있게 도와주는 미생물을 동정해 주입하는 것으로 목표로 연구를 진행하고 있다”고 말했다. 그 일환으로 일동제약은 우울증과 연관된 미생물 동정을 진행하고 있다. 

일동제약이 진행한 실험에 따르면, 우울증을 앓고 있는 사람과 정상인의 장내 미생물을 분석했을 때 우울증을 앓고 있는 환자에게서 pathogenic bacteria가 더 많이 발견됐다. 반면 정상인에서 당연히 있어야 할 clostridium 균주가 우울증 환자에게서 현저하게 그 수치가 감소됨이 확인됐다. 이와 관련해 이 연구원은 “건강한 사람에게서 발견되는 유익 균주를 발굴하는 연구에 총력을 기울이고 있다. 그 중에서 기존에 연구했던 프로바이오틱스에 초점을 맞췄고, 앞으로는 이런 것을 기반으로 연구 진행해 나갈 예정이다”고 말했다. 

이 연구원은 향후 일동제약의 마이크로바이옴 신약 개발과 관련해 ▲합리적인 프로토콜 하에서 in vivo, in vitro 실험에서 안전성과 관련된 독성 확인 ▲프로바이오틱스를 lab scale에서 plant scale로 넘어가는 생산성 증대 및 dose 등과 관련해 균일성 보장과 관련된 연구를 진행해 나가겠다고 밝혔다.