글로벌 신약개발 시장은 여전히 높은 기대 성장률로 주목받는다. 의료 미충족 수요와 임박한 다수의 블록버스터 신약 특허 절벽과 더불어 기술 혁신으로 속도를 더하는 신약 후보물질 발굴 및 임상시험 진입속도 등이 그 이유다. 차세대 mRNA 백신 전달체 원천기술을 바탕으로 생명을 구하는 백신과 치료제를 연구하는 ㈜메디아크는 독자 기술을 활용해 난치병 치료제 혁신 신약 및 감염병/항암 백신을 개발하며 경쟁력을 쌓아가고 있다.
하이브리드 MOF 나노복합체 플랫폼 기술 토대로 더 안전하며 효율적인 백신 및 치료제 개발
㈜메디아크는 난치병 및 감염병 예방/치료를 실현하는 첨단 융합 혁신소재 기반 바이오헬스케어 기업이다. 난치병 치료제 혁신 신약 및 감염병/항암 백신을 개발한다는 목표 아래 면역세포 분화 기술이 적용된 약물전달 플랫폼 독자 기술을 토대로 활발한 사업을 펼치고 있다. 구체적으로는 유/무기 융합소재 기반 약물 전달 기술을 바탕으로 차세대 DDS 원천기술을 활용한 DDS 기술 수요에 대응하는 것에서 나아가 임상 리스크를 회피하고, CRO 형태의 중간 과정을 통한 완제 의약품 시장 진출을 도모한다는 전략이다. 미국 및 유럽 제약사의 DDS 제조 라이센스 등으로 고객사 보유 후보군의 상품성을 증대함으로써 라이선스 아웃, 완제 의약품의 플랫폼 확보가 목표다. 최근 글로벌 빅파마들은 블록버스터 특허 만료, IRA 약가인하 정책 등에 대한 대응으로 라이선싱 인을 통한 파이프라인 다각화를 모색하고 있으며, 이러한 움직임은 소규모 제약사 및 바이오텍에게 라이선싱 아웃 등 수익 창출 기회로 작용하고 있다.
메디아크는 DDS 적용 병증인 항암뿐 아니라 알츠하이머 등 인지 개선 약물, 헬스케어 약물 등 넓은 시장의 가능성을 탐색하며 Pain과 Drug 적용량에 적절한 섹터를 탐색하며 빠르게 적용하는 시장을 이들의 초기시장으로 선정했다. DDS 분야 중 장기 약물 및 표적세포 Delivery 기술 등 세부 기술을 활용한 완제 의약품 PoC와 레퍼런스 확보에 집중한다는 전략이다. 이를 위한 핵심 기술로 ▲첨단 융합 소재 기술(Metal-Organic Frameworks(MOF) 맞춤형 구조 설계 및 합성 기술) ▲고효율 융합형 약물/핵산 전달 플랫폼 기술(다양한 약물/핵산(mRNA 등) 고효율 전달 플랫폼 기술) ▲나노-마이크로 의약품 표적화 기술(타겟 리간드 접합을 통한 능동형 표적 약물/핵산 전달 플랫폼) ▲항암 융합 치료 기술(PDT 리간드 접합&면역항암제 탑재를 통한 융합 항암치료 약물전달 플랫폼)을 보유하고 있다. 이와 관련해 9건의 국내 특허와 3건의 국제 특허를 취득했다.
메디아크가 개발하는 신규 전달체는 사전 실험을 통한 우수성 평가 결과 기존 특허 기술 대비 높은 전달률을 보이는 것으로 확인되었다. 기존 백신 전달체가 몇몇 기업의 특허를 통한 기술 독점으로 인해 신제품 개발에 어려움을 겪고 있는 분야라는 점에서 고무적이다. 메디아크의 하이브리드 MOF 나노복합체 플랫폼 기술은 매우 적은 양으로도 효과적인 mRNA 전달능을 보이며 감염병과 종양 치료·예방을 위한 mRNA와 유효 약물을 체내 전달할 수 있는 신규 전달체 기술로 각광받고 있다. MOF는 금속과 유기물이 격자 형태로 결합한 신소재 구조체를 칭한다. 메디아크는 기체흡착제/촉매/센서 분야에서 차세대 소재로 주목받고 있는 MOF의 상용화에 도전하는 데서 나아가 세공/표면개질/입도/형상 제어를 통해 적용 분야에 따른 맞춤형 소재를 개발/제공하고 있다.
또한 메디아크의 mRNA 백신 전달체 ARK-VAC (ACUR-RIER)는 대량 생산이 가능하기에 기존 백신에 사용되는 전달체인 LNP(Lipid nanoparticles, 지질나노입자) 대비 생산 단가가 저렴하며, PEG 성분을 배제해 아나필락틱 쇼크의 우려를 낮추는 등 안전성을 향상시킨 것이 특징이다. 또한 동결건조 제형 개발이 가능해 보관 안정성이 높으며, 표면개질을 통해 특정 세포 및 장기 표적화능을 부여할 수 있다. 김세나 대표는 향후 AI 기술을 적용한 구조 최적화가 가능하다고 덧붙였다.
코슈메슈티컬 화장품, 고형암 치료제 등 MOF 원천소재기술의 상용화에 도전
충북대학교 창업지원단 창업보육센터 입주기업인 ㈜메디아크는 2022년 설립 이후 mRNA의 효과적인 전달을 목표로 다양한 MOF 원천소재기술을 다수의 융합형 플랫폼 기술에 적용해왔다. 다수의 수요기업에 B2B 기술이전 및 바이오신약 독자 개발을 통한 B2C 영역으로의 사업화를 추진해간다는 계획이다.
우선 난치성 피부 질환 치료 파이프라인(신소재/코슈메슈티컬 화장품)을 토대로 대식세포 M0 → Ｍ2 유도 MOF융합소재를 적용한 코슈메슈티컬 화장품 2종을 온-오프라인 출시하였다. 이와 관련한 기술 확보를 완료했으며, 관련 수요기업에 기술이전도 진행한다는 구상이다. 자체 동물실험 결과 해당 기술은 피부질환뿐 아니라 염증성 장질환(Inflammatory bowel disease, IBD)에도 적용 가능성이 확인되었다. 이를 토대로 면역연관 피부질환 치료제를 개발하는 한편 ARK-TIS001 파이프라인 컨설팅 등 의약외품 품목 비임상을 준비하며 사업화의 속도를 높이고 있다.
또 하나의 포트폴리오는 고형암 치료제 파이프라인(PDT&면역치료)이다. 최근 국내 제약·바이오 기업들은 항암제 파이프라인에 집중하고 있다. 2020년 기준 국내 제약바이오기업 299개 사의 신약 파이프라인 1,477개 중 암 치료제가 317개로 가장 많았다. 메디아크의 광역학-면역융합 항암치료제는 기존 PDT 치료제의 단점을 극복한 것은 물론 우수한 면역치료제(Resiqumod)를 탑재한 세계 최초의 융합형 항암 치료제이다. 해당 기술로 메디아크는 충북지역 혁신기술 개발사업에 선정되었으며, 원천소재 특허 및 제형기반 복수 특허 출원을 끝마쳤다. 지난해 8월에는 미래의학연구재단이 개최한 ‘바이오헬스 혁신 경연대회’에서 장려상을 수상했다.
지난 5월에는 기업 표준현장 실습 정착 및 확산에 기여한 공로를 인정받아 ‘2024 충북 PRIDE 표준현장실습 학생-기업 매칭데이’ 행사에서 충북대 총장 표창을 받기도 했다. 김세나 대표는 ‘새로운 가치를 창조하는 도전적 기술경영’이라는 기업경영목표 아래 신-변종 감염병 극복 및 난치병 치료를 위한 차세대 혁신 기술을 개발하여 향후 지역사회에 공헌할 수 있는 우수한 충북기업으로 성장해가겠다는 포부를 전했다.
코로나19 팬데믹에서 찾은 기회...보다 안전한 백신 전달체 개발에 나서
㈜메디아크는 코로나19 팬데믹을 계기로 설립된 기업이다. 당시 교수임용을 준비하던 김세나 대표는 유례없는 팬데믹 상황에서 기회를 엿봤다. 전 세계가 소수 제약사의 백신을 확보하고자 열을 올리는 모습을 보며 자신이 확보하고 있는 MOF 전달체 기술의 가치를 재확인한 것이다. 그는 국내에 생산시설을 갖추고 있음에도 특허기술이 없어 수입에 의존해야 하는 상황이었다고 말했다. 자신이 연구해온 MOF 전달체 기술로 백신을 개발하겠다는 김 대표의 의지에 동료 교수들이 힘을 보탰다.
“석사 때 화학공학을 전공하면서 다룬 MOF는 독성물질이나 CO₂를 흡착해 제거하는 데 사용되는 물질입니다. 동시에 스펀지처럼 다양한 물질을 담을 수 있다는 특징이 있죠. 이러한 특성을 활용해 의약품을 개발하겠다는 아이디어를 떠올리고 박사를 바이오 분야로 변경하여 진학하였고, 이후 MOF를 바이오 분야에 적용하기 위한 다양한 연구를 진행해 왔습니다.”
메디아크는 MOF를 바이오 분야에 접목한 국내 선두기업으로서 자체적으로 합성기술뿐 아니라 바이오 기술을 갖추고 있다. 국내에 해당 연구를 수행한 연구자는 손에 꼽을 정도이다. 메디아크는 서울대학교 바이오엔지니어링 박사졸업 및 동 대학교 의학연구원 박사후연구원 출신의 김 대표와 가톨릭대학교 생명공학과 박사졸업 및 노스웨스턴대학교 박사후연구원 출신의 박우람 CTO, 서울대학교 바이오엔지니어링 박사 졸업 및 하버드의과대학/다나파버암연구소 박사후연구원 출신의 박천권 CSO 등 다양한 연구자들이 보유한 경험과 기술을 융합해 하이브리드 MOF 나노복합체 플랫폼 기술을 탄생시켰다. 김 대표는 현재까지도 MOF를 다루면서 합성단계에서부터 바이오에 접목을 고려하여 전구체 물질선정 및 합성을 진행하고 바이오 적응증 맞춤형 개발을 진행하는 연구자는 드물다며, MOF가 의학계에서 좋은 신약으로 쓰일 수 있는 물질이라는 공감대 아래 여러 연구자들이 선뜻 힘을 보태준 덕에 메디아크만의 독보적인 기술력을 쌓아올릴 수 있었으며, 특히 서울대학교 박사과정에서 지도교수님인 최영빈 교수님의 지도 아래 바이오 분야를 직접 경험한 것이 큰 밑거름이 되었다며 감사를 전했다. 해외에서도 MOF를 임상시험까지 적용한 케이스는 손에 꼽는다.
“무엇보다 아나필라틱 쇼크에 대한 우려가 없는 백신 전달체를 개발하는 데 집중했습니다. 냉장체인을 요구하지 않는 백신 개발 또한 주된 미션이었죠. 당시 콜드체인이 깨져서 백신이 무용지물이 되었다는 뉴스가 나오곤 했어요. 후진국은 이러한 유통 시스템을 갖추는 데 더 큰 어려움을 겪고 있었죠.”
다양한 협업에 기반한 연구로 완성하는 혁신기술...사회에 공헌하는 기업 되고파
㈜메디아크는 코로나19 팬데믹 이후의 감염병에 대응할 채비를 갖추는 데 분주하다. 국가과제 및 한미 국제공동연구를 통해 호흡기로 인한 감염 이후의 중증 폐렴을 예방할 수 있는 치료제를 개발하고 있다는 설명이다. 백신 개발에서 나아가 감염병에 걸린 환자를 치료할 수 있는 기술을 개발하는 것이 목표다. 김세나 대표는 상용화에 포커스를 맞추고 구조가 간단하면서도 확실한 효능을 보일 수 있는 제품을 연구하고 있다고 말했다.
광역학을 이용해 머리카락이 빠지거나 구토 등의 부작용을 가진 세포독성 항암제를 대체하기 위한 연구도 이어진다. 빛을 쬔 부분에서 세포를 죽이는 물질이 발생하는 ROS (Reactive Oxygen Species) 원리를 이용해 암세포를 사멸시키는 것이다. 해당 기술은 면역 치료에도 적용할 수 있다. 환자의 면역을 증강시킴으로써 치료 효과를 도모할 수 있다는 설명이다. 특히, 원발암이 1회 치료된 후 재발암 형성평가에서 100% 암의 재발이 억제되는 결과를 동물실험에서 확인하였다. 김 대표는 해당 연구는 TIPS의 지원을 통해 후속연구 및 임상을 진행한다는 계획을 전했다. 또한 충북 바이오헬스산업혁신센터의 과제의 일환으로 호흡기를 매개로 하는 폐섬유화증 치료제 개발을 위한 공동연구를 진행 중이다.
김 대표는 메디아크가 다양한 연구자 간 협업을 기반으로 빠르게 성장하기까지 지도교수의 영향이 컸다고 말했다. 항상 능동적으로 연구를 수행하도록 가르쳤던 지도교수의 가르침으로 박사 1년 차 때부터 국가과제를 작성하고, 실무 책임자로 진행해온 그다. 이러한 경험은 메디아크가 다양한 국가 과제와 공동연구를 수행하며 기술력을 쌓는 토대가 되었다. 김 대표는 더 많은 연구자들이 힘을 모아 우리나라에 도움이 되는 새로운 물질과 백신을 개발했으면 한다는 바람을 전했다. 자신 또한 새로운 물질이나 제품을 개발할 때 임상적 평가나 효능 및 안전성 검증을 필요로 하는 이가 있다면 기꺼이 도움을 줄 것이라 약속하는 그다.
“제가 만든 물질이 암 치료에 효능을 보이거나 mRNA 백신으로서 높은 발현률을 나타낼 때 즐겁고 보람되죠. 궁극적으로는 누가 가장 좋은 것을 개발했느냐를 떠나 우리 모두가 사회에 굉장한 공헌을 할 수 있는 새로운 물질과 치료제를 개발하는 것이 목표입니다. 새로운 감염병이 나타났을 때 해외의 백신을 기다리기만 할 것이 아니라 우리가 자체적으로 생산한 백신으로 국민의 건강을 지킬 수 있기를 바랍니다.”
