㈜일리아스바이오로직스(대표 최철희, 함태진, 이하 일리아스)는 서울대학교 산학협력단(서울대학교 의과대학/서울대병원 산부인과 박찬욱 교수), 한국생명공학연구원(원장 김장성)과 함께 진행하는 엑소솜 기반 자연조산 치료제 개발 연구 프로젝트가 보건복지부 주관 공익적 의료기술연구사업의 저출산극복과제로 최종 선정되었다고 밝혔다.

이번에 선정된 ‘인간 자연조산의 태반염증 병기-등급 정밀분석기술 개발과 영장류를 이용한 자연조산모델 구축 및 엑소솜 기반 자연조산 치료제 개발’ 과제는 산학연 협력을 통해 현재 근본적인 치료제가 부재한 자연조산 위험 임산부를 대상으로 엑소솜 기반 자연조산 치료제의 임상시험 기반을 확보하기 위해 기획되었다.

연구에는 서울대학교 의과대학/서울대병원 산부인과, 한국생명공학연구원 영장류자원지원센터, 일리아스 세 기관이 참여하며, ‘1)자연조산 임산부의 급성 태반염증 병기-등급 체계의 정밀분석기술 개발, 2)영장류를 이용한 자연조산모델 구축, 3)엑소솜 기반 자연조산 치료제 개발’의 세 가지 연구 개발 목표를 2021년 7월부터 2023년 말까지 수행할 예정이다.

전세계적으로 조산은 신생아 사망의 주된 원인으로 전체 분만 중 약 10%에서 발생하는데 , 국내에서는 최근 그 빈도가 지속적으로 증가하는 추세다. 전체 조산의 3분의 2에 해당하는 조기 진통 및 조기양막파수로 인한 자연조산은 상행성 자궁내감염과 그에 따른 급성 태반염증이 가장 중요한 발병기전으로 알려져 있다.

그러나 현재 자궁내 감염을 억제하기 위해 사용되는 항생제는 급성 태반염증을 억제하는 데 효과가 제한적이고, 조기진통을 억제하기 위해 투여되는 자궁수축 억제제는 증상에 대한 일시적인 처치에 불과하다. 또한 일반적으로 투여되는 비스테로이드 항염증제(NSAIDs)는 태아의 신장이나 심혈관계의 심각한 합병증 발생 우려로 장기간 사용이 어려워 급성 태반염증 및 자연조산 억제를 위한 근본적인 치료제가 없는 실정이다.

이에 공동연구팀은 자연조산의 발생기전인 급성 태반염증을 기존의 국제태반학회 기준보다 상세하게 병기-등급 체계를 구분하여 이를 모체혈액을 통해서 비침습적으로 산전 예측할 수 있는 기술을 개발하고, 국내 최초로 영장류를 이용한 자연조산모델을 구축할 예정이다.

이후, 마우스 자연조산모델에서 태반장벽의 통과 및 자연조산의 치료효과가 입증된 엑소솜 기반 치료제를 영장류 자연조산모델에 적용하여 향후 자연조산의 치료제 개발 및 임상시험기반 확보를 최종 연구목표로 삼고 있다. 이번 연구과제가 성공적으로 수행될 경우, 세계 최초로 태반장벽을 통과하여 급성 태반염증을 치료할 수 있는 엑소솜 기반 자연조산 치료제의 개발이 가속화되고, 자연조산 위험 임산부를 대상으로 한 임상시험의 성공을 위한 핵심적인 정보를 얻게 된다.

서울대학교 의과대학/서울대병원 산부인과 박찬욱 교수는 “지난 20여년간 자연조산 위험 임산부를 위한 치료의 발전은 신생아 예후 향상을 위한 것에 국한되었을 뿐, 자연조산의 근본적인 발병기전에 대한 치료제 개발은 전혀 이루어지지 못했다.

또한 그동안 연구가 이루어졌던 마우스 자연조산모델은 조직학적인 구조가 인간과 완전히 다른데다 유전적인 유사성도 80%에 지나지 않아 그 연구결과를 바탕으로 인간의 임신 및 조산에 대한 임상시험을 시행하는 것은 불가능했다”며, “이번 연구과제를 통해서 인간 자연조산의 태반염증 병기-등급 정밀분석기술 개발과 함께 영장류 자연조산모델을 구축하고, 최종적으로 영장류 자연조산모델에서 엑소솜 기반 자연조산 치료제 개발을 성공적으로 수행하게 된다면 그동안 진전이 없었던 자연조산 치료제 분야의 획기적인 발전을 이룰 수 있을 것”이라고 이번 과제의 의미를 설명했다.

한편 제2세부 과제 책임을 맡고 있는 한국생명공학연구원 영장류자원지원센터 김지수 센터장은 “인간과 해부생리학적으로 매우 유사한 영장류는 인간과 같이 단 태아 임신 동물이며, 자궁의 구조가 단 자궁 형태로 되어 있어 자연조산모델동물 생산기반 구축을 통해 전임상연구의 기틀을 마련할 수 있을 것으로 기대한다”며, “국가적 영장류자원 인프라를 활용한 임신 개체 선정 및 조산모델 개발 연구를 통해 질환발생기전 및 신규 치료제 탐색 등 저출산 극복을 위한 연구를 중점적으로 추진할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 지난 1월 국제학술지 Science Advances誌에 게재된 일리아스의 조산치료 개념입증연구(Proof of Concept) 결과가 기반이 되었다. 美 텍사스주립대 의대(The University of Texas Medical Branch at Galveston)와 공동으로 진행한 연구에서 일리아스의 EXPLOR®기술을 활용, 항염증 물질인 NF-κB 억제 단백질을 탑재한 엑소솜을 임신한 마우스 모델에 투여하여 항염증 단백질을 탑재한 엑소솜이 모체의 혈류를 통해 태반장벽을 통과하여 태아에 도달함을 확인한 바 있다.

항염증 엑소솜은 태아의 염증을 효과적으로 억제해 조산을 막을 뿐만 아니라 태아의 생존율까지 개선시키는 치료 효과를 나타냈다.

일리아스의 최철희 공동대표는 “지난 개념입증 선행연구를 통해 조산 치료에서 태반장벽을 통과하는 엑소솜의 약물전달시스템으로서 가능성을 확인했으며, 영장류 모델을 대상으로 한 이번 과제를 통해 자연 조산 치료제 개발에 한걸음 더 나아갈 수 있을 것으로 기대한다”며, “일리아스는 계속해서 우리가 가진 플랫폼 기술을 확장할 뿐만 아니라, 지속적으로 학계와의 협업을 통해 미충족 요구가 높은 분야의 발전을 위한 연구와 치료제 개발에 매진하겠다”고 포부를 밝혔다.