셀리버리가 개발 중인 ‘CP-FXN’은 프리드라미히 운동실조증 치료제다. 프리드라미히 운동실조증은 유전질환으로 10세 전후로 발생한다. 발병 후 5년 이내에 걷기가 어려워지며, 말이 어눌해지거나 눈의 움직임 이상 등 소뇌 기능 이상 시 보이는 증상들이 나타난다. 일부 약이 증상 조절에 도움을 준다고 알려졌지만, 뚜렷한 치료제는 없는 상황이다.
약물 개발 배경
CP-FXN의 표적 질병인 프리드라미히 운동 실조증(FRDA·Friedreich’s Ataxia)은 지속 적인 신경계 손상으로 인해 운동 장애가 발 생하는 희귀 유전 질환이다. 유럽, 중동, 남아시아(인도 주변국)와 북아프 리카에서 가장 흔한 유전성 운동실조증이 며, 일반적으로 사춘기 이전에 명확하게 나 타나고 시간이 지날수록 악화되는 운동실조 가 주된 증상이다.
프리드라미히 운동실조에서는 척수와 말초 신경, 소뇌 부분이 퇴화하므로 보행·운동 실 조증, 감각 소실, 척추측만증 등을 일으키고 비대성 심근증이 발생하기도 한다. 심한 경 우 심장근육에 장애가 생겨 호흡 곤란, 흉통, 부정맥이 나타난다.
선천적으로 프리드리히 운동 실조를 가지고 있어도 그 증상은 보통 5∼15세에 처음 나타 난다. 미국에는 최소 3000명, 최대 2만 명 정도의 환자가 있을 것으로 추정되며 진단이 어려워 정확한 유병률을 파악하기는 쉽지 않 다. 다양한 유전성 운동실조 형태 중에서 가 장 흔한 질병으로, 주로 상염색체 열성으로 유전되기 때문에 가족력이 발견되지 않은 경 우라도 새로운 돌연변이를 통해 질병이 발생 할 수 있는 난치성 희귀질환 유전병이다. 프리드라미히 운동실조는 프라탁신(FXN)으 로 알려진 유전자의 돌연변이로 인해 프라탁신 단백질의 결핍 또는 기능 부전이 발생한 다. 프라탁신 단백질의 결핍 또는 기능 부전 은 미토콘드리아 내 비정상적인 철의 축적을 야기하고, 유해산소의 생산을 증가시켜 세포 가 제 기능을 할 수 없도록 한다. 이에 따라 프라탁신 단백질이 많이 존재하는 심장과 척 수에서 프리드라미히 운동실조와 연관된 증 상과 질환이 나타난다.
현재의 치료법은 활성산소 제거를 위한 비타 민 E, 코엔자임 Q10과 같은 항산화 물질 또 는 증상을 완화시키는 일부 약물 처방을 통 한 증상 완화용 치료제에 불과하다. 근본적 으로 FRDA를 치료하는 질병개선용 치료제 가 필요하다. 따라서 프라탁신 단백질 부족 으로 생긴 질병에 약리물질 생체 내 전송기 술(TSDT)을 접목한 CP-FXN을 통해 프라 탁신 단백질을 직접 보충해 치료가 가능한 뇌신경 치료제 혁신신약으로서 가치가 크다.
약물 특성 기전
① 약리물질 생체 내 전송기술 (TSDT·Therapeuticmolecule Systemic Delivery Technology) TSDT는 단백질과 같은 분자량이 큰 약리물 질을 세포 내로 전송할 수 있는 원천기술이 다. 단백질, 핵산 등의 거대분자는 기전 특이 적인 활성을 가지고 있어 특정 질병 또는 특 정 기전에서만 작용하며, 부작용이 적은 장 점이 있다.
하지만 분자량이 커서 세포 내로 들어갈 수 없기 때문에 이러한 거대분자를 전송할 수 있는 전송시스템이 필요하다. 따라서 약리 효과가 입증된 단백질이 세포투과성 펩타이 드(CPP·Cell Penetrating Peptide)를 통해 세포 내로 들어가 기능할 수 있는 바이오의 약품으로 개발하고 있다.
②치료 기전 : 프리드리히 운동실조증 (FRDA) 병리기전에서 프라탁신(FXN)의 역할 철은 에너지 대사, 산소 수송, DNA 합성과 같은 중요한 역할을 하며 세포 생존에 결정 적이기 때문에 항상성 유지가 필수적이다. 프라탁신은 에너지 생성에 관여하는 미토콘 드리아 내에 존재하며 부족할 경우 철 항상 성의 변화와 활성산소 증가 등으로 인해 에 너지 생성 기능을 수행하는 미토콘드리아 기 능 상실이 발생한다.
효능
세포 내로 전달된 ‘CP-FXN’은 결핍된 프라 탁신 단백질 대신 미토콘드리아의 철 항상성 을 유지시켜 미토콘드리아가 정상적으로 기 능해 세포가 생존할 수 있도록 한다. 비대성 심근증이 관찰되는 프라탁신 유전자 결핍 실험동물에 CP-FXN를 투여하자 심장이 비대해지는 것을 막고, 심장 섬유화 억제와 심장 박동을 정상화시켰다.
발전 가능성
전체 의약품 시장이 약 2000조 원(2020년 현재)이며, 단백질 소재 바이오의약품의 세계시장 규모는 현재 약 2050억 달러(약 246조 원)에 달한다.
2024년에는 전체 의약품 시장의 32%를 차지할 것으로 예측될 만큼 큰 시장이다. FRDA를 포함한 진행성 운동실조증 치료제 시장은 2027년까지 11.7%의 성장률로 성장해 6억2070만 달러(약 6942억 원)의 시장을 이룰 것으로 예상된다.
글로벌 제약사 다케다제약은 셀리버리의 독보적 원천기술인 약리물질 생체 내 전송기술(TSDT)에 관심을 가지고 약물 개발에 응용하고자 했다. CP-FXN은 다케다제약이 아직 치료제가 부재한 FRDA를 타깃으로 한 치료제 개발 가능성을 타진해오면서 개발이 시작됐다.
다케다와 2년간의 성공적인 공동 연구 끝에 이미 CP-FXN의 탁월한 세포 및 조직 투과성, 질병동물 모델에서의 약동학·약력학 분석이 성공적으로 완료됐다. 현재 최종 마일스톤 3단계를 진행 중이다.
마일스톤 3단계의 일환으로 FRDA의 주 사망 원인인 비대성 심근증 질환 동물 모델에서의 치료 효능 평가가 다케다의 일본 내 위탁연구기관(CRO)에서 진행되고 있고, 조만간 미국의 위탁연구기관에서 운동실조증 질환 동물 모델에서의 치료 효능 평가도 개시할 예정이다.
이번 공동 연구는 글로벌 빅파마에 기술수출이 될 가능성이 크고, 이를 통해 셀리버리의 TSDT 플랫폼 기술에 대한 비독점적 기술수출 빅딜이 계속될 것으로 기대된다. 다케다는 이미 미래 전략으로 소화기질환, 희귀질환, 암, 신경과학, 혈장유래치료 등 핵심 5개 사업 분야에 집중하겠다고 선언했으며, TSDT 플랫폼은 향후 다케다의 다양한 파이프라인에 적용돼 큰 수익 창출이 이루어질 것으로 예상된다.
약물 전달의 플랫폼 기술인 TSDT는 CP-FXN과 같은 재조합단백질 신약뿐만 아니라 펩타이드, 항체치료제, 안티센스올리고뉴클레오타이드(ASO) 등에 적용해 다양한 약리물질을 의약품화시킬 수 있다. 따라서 의학적 미충족 수요가 큰 암, 뇌 신경질환, 희귀질환 등은 물론 여러 가지 질환에서 혁신신약을 개발할 수 있을 것으로 기대된다. 글로벌 제약회사들과의 파트너십과 더불어 셀리버리의 자체 파이프라인 다각화를 진행하고 있다.