에스바이오메딕스는 유전자가위 (CRISPR/Cas) 기술을 이용하여 난치질환에 대한 세포·유전자치료제(CGT: Cell and Gene Therapy) 개발을 본격화했다고 19일 밝혔다.

에스바이오메딕스는 돌연변이 유전자를 가진 환자 세포를 크리스퍼 유전자가위로 교정해 정상 세포로 되돌린 후 이를 다시 환자에 투여하는 방식으로 혈우병 치료제를 개발하고 있다. 유전자 교정 세포치료제 기초연구는 그 동안 국책 과제를 수주해 진행해왔으며, 현재 상용화를 위해 준비하고 있다. 특히, 에스바이오메딕스는 유전자·세포치료제 연구 강화를 위해 2021년 기초과학연구원 (IBS) 유전체교정 연구단의 박철용 박사 및 연세대 의대의 김도훈 박사 등 유전자 교정 전문가들을 영입해 유전자가위 기술을 적용한 세포·유전자치료제 개발을 선제적으로 진행해왔다.

회사의 최고기술책임자(CTO)인 김동욱 대표(연세대 의대 교수 겸임)는 줄기세포 활용 세포치료제 개발 뿐만 아니라 유전자가위 최고 전문가 중 한 사람이다. 그는 세계 최초로 유전자가위를 활용하여 혈우병 iPS 세포 (iPS cells: 역분화줄기세포/유도만능줄기세포)에서 변이 유전자 교정에 성공해 2014년 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 발표한 바 있다. 그 후 지금까지 10년 이상 혈우병 환자 세포에서 유전자 교정 연구를 해 왔으며, 그 결과를 세계 최우수 저널인 Cell Stem Cell (2015), Nature Protocols (2016), Stem Cell Reports (2019), EMM (2019), Biomaterials(2022) 등에 책임 교신저자로 연달아 발표했다. 최근 범부처 과제 및 과기정통부 중견 연구과제 수주를 통해 이러한 유전자 교정 기술과 회사 3D FECS 기술을 접목하여 혈우병 치료 효능을 극대화 시키는 세포·유전자치료제 연구를 수행 중이다.

3세대 유전자가위로 불리는 크리스퍼/캐스 (CRISPR/Cas, Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/CRISPR associated protein) 시스템은 20개 정도의 간단한 염기 서열만을 이용해 세포 내 유전자 중에서 원하는 위치를 정확하게 자르고 편집할 수 있다. 특히, 3세대 크리스퍼 유전자가위는 1세대 징크핑거 뉴클레이즈 (Zinc finger nucleases)와 2세대 탈렌 (TALEN) 유전자가위에 비해 간편하고 정교하기 때문에 생명공학의 혁명으로 불리고 있다.

혈우병(hemophilia)은 유전자 변이로 혈액응고 과정이 원활하지 않아 발생하는 희귀 유전질환이다. 이 중 가장 높은 비율을 차지하는 것은 혈우병 환자의 약 70%를 차지하는 A형으로, 혈액응고인자 8번(Factor VIII; F8) 유전자에 변이가 생겼을 때 발생한다. 혈액응고인자 8번은 약 8 kbp로 유전자의 크기가 크며, 변이 형태가 단일 염기 변이, 역위, 대량 결실, 중복 등 복잡 다양하여 치료법 개발 연구가 미흡한 실정이다. 현재까지 혈우병 환자 치료는 혈우병 타입에 따라 주로 그에 맞는 혈액응고인자를 주기적으로 혈관 혹은 피하로 투여 하는 것으로 질환의 증상을 경감하는 수준에 머무르고 있다. 따라서 근본적인 세포·유전자치료제 개발이 요구되고 있는 실정이다.

혈우병에 대한 에스바이오메딕스의 세포·유전자치료제는 금번 첨단재생의료 및 첨단바이오의약품 안전 및 지원에 관한 법률 (이하, 첨생법)의 개정안이 통과되면서 임상치료 적용의 시기가 앞당겨 질 수 있을 것으로 예상된다. 혈우병이 희귀 유전질환에 속하기 때문이다. 개정된 첨생법에 따르면 대체 치료제가 없거나 희귀질환일 경우 심의를 거쳐 첨단재생의료 치료를 허용하도록 하고 있으며, 사용되는 치료제는 인체세포 등 관리업 허가를 받은 세포처리시설에서 제조하도록 하고 있다.

세포·유전자치료제는 세포의 조직과 기능을 복원시키기 위하여 살아있는 세포, 혹은 치료용 유전자, 또는 이 둘의 조합을 이용하여 질병을 치료하기 위한 목적으로 사용되는 것으로 첨단바이오의약품으로 분류되며, 한 번의 치료로 장기간(혹은 반영구적)의 치료 효과를 기대할 수 있어 초고가 의약품이다. 예를 들어 B형 혈우병 유전자치료제인 '헴제닉스(Hemgenix)', CAR-T 기반 암 세포유전자치료제인 '킴리아(Kymriah)와 예스카르타(Yescarta)', 그리고 겸상적혈구증/베타지중해빈혈 질환을 적응증으로 하여 2023년 말 영국과 미국에서 각각 승인 받은 최초의 크리스퍼 유전자가위 기반 세포유전자치료제 '카스게비(Casgevy)'등이 있다. 2023년 국가생명공학정책연구센터 보고에 따르면 글로벌 세포·유전자치료제 시장은 2021년 46억 7천만 달러에서 2027년 417억 7천만 달러 규모로 연평균 44.1%로 성장할 것으로 전망하고 있다.

에스바이오메딕스 관계자는 “3세대 유전자가위 기술인 크리스퍼 시스템을 이용한 세포·유전자치료제 파이프라인을 보유함으로써 회사의 주력분야인 세포치료제 개발의 다양성을 가져갈 수 있게 됐다”며 “마땅한 치료제가 없는 유전질환을 가진 환자들에게 완치라는 희망을 줄 수 있도록 치료제 개발에 박차를 가하겠다”는 포부를 밝혔다.

한편, 에스바이오메딕스는 파킨슨병 및 중증하지허혈 등에 대한 치료제 파이프라인을 개발하고 있으며, 그 중 4개는 임상시험을 진행 중이다.