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[바이오위클리] 시냅스 형성 촉진 치매 신약 개발…뉴라클사이언스

■ 이성규 / 과학뉴스팀 기자

■ 성재영 / 뉴라클사이언스 대표이사

[앵커]
다양한 바이오 이슈를 과학 기자의 시각으로 집중, 분석하는 바이오 위클리 코너입니다. 오늘도 이성규 기자와 함께하겠습니다. 어서 오세요. 오늘은 어떤 소식 준비해오셨습니까?

[기자]
백신 관련 소식입니다. 이스라엘이 변이 바이러스에 맞서 한 사람에게 백신을 4차례 접종하는 방안을 준비하고 있습니다. 일본 정부가 3차 접종, 부스터 샷을 올해 안에 시작하는 방안을 검토하고 있습니다. 정부가 9월 백신 도입 일정을 보면서 1차와 2차 접종 간격 재조정을 검토하겠다고 밝혔습니다.

[앵커]
4차 접종까지 하게 된다면 빈국들은 더 힘들어질 텐데, 상생하는 방법도 찾아야겠습니다. 잘 들었습니다. 오늘 주제는 뇌 질환 치료제 관련 기술입니다. 치매와 파킨슨병 같은 뇌 질환은 아직 정복하지 못한 의학계의 숙제로 남아있죠.

오늘 바이오 포커스에서는 신경세포와 신경세포의 연결고리인 '시냅스' 형성 촉진을 통해 새로운 방식의 치매 치료제를 개발하는 뉴라클사이언스 성재영 대표이사와 자세한 내용 알아보겠습니다. 어서 오십시오. 회사 이름은 정체성을 담습니다. 뉴라클사이언스 어떤 의미인지요?

[인터뷰]
뉴라클은 신경과학을 의미하는 Neuroscience와 기적을 의미하는 Miracle의 합성어입니다. 알츠하이머 치매를 비롯한 퇴행성 뇌 질환 및 급성 뇌 손상에는 현재까지 뚜렷한 치료제가 없어, 이런 질환으로 고통받는 환자가 완전한 회복을 하는 데는 기적을 바랄 수밖에 없지요. 따라서 우리 회사는 난치성 신경계 질환을 치료하는 혁신적인 신약을 개발한다는 의미로 '뉴라클'이라는 회사 이름을 사용하게 되었습니다.

또한, 뉴라클 뒤에 오는 '사이언스'에도 큰 의미가 있습니다. 신경계 질환은 고도의 과학적 연구를 통해서만 이를 극복할 수 있는 치료제를 개발할 수 있습니다. 우리 회사는 창업 한지 5년 정도 됐지만 지난 15여 년 동안 이룩한 신경과학 분야에서의 연구성과를 바탕으로 전 세계에서 한 번도 시도되지 않은 새로운 단백질, 그렇지만 신경계에서 매우 중요한 표적 단백질을 발굴할 수 있었습니다.

이러한 사이언스의 성과를 바탕으로 첫 번째 파이프라인인 NS101이라는 항체의약품을 개발할 수 있었습니다. 저희가 아는 한 NS101은 치매를 포함한 중추신경계 질환을 치료하기 위한 단백질 의약품으로는 국내 최초로 글로벌 임상에 도전하는 의약품이라 할 수 있습니다.

[앵커]
치매는 진행 속도를 늦추는 정도의 치료제만 나와 있고 근본적인 치료제가 없으므로 오늘 내용이 특히나 반가울 분들이 많을 것 같은데요.

치매와 관련해서는 그동안 아밀로이드 베타를 겨냥한 치료제가 개발됐지만, 번번이 실패했습니다. 어떤 이유 때문으로 봐야 할까요?

[인터뷰]
치매란 기억을 하고 사고하는 능력이 급격히 감퇴하는 증상을 의미하는데, 이는 신경세포의 손상을 통해서 나타납니다. 사실 아밀로이드 베타가 신경세포 손상의 원인이냐 아니면 뇌세포가 노화됨으로써 나타나는 결과이냐에 대한 논란은 아직도 계속되고 있습니다.

또 아밀로이드를 뇌에서 제거하면 손상된 신경세포가 다시 살아나는가에 대한 질문이 있을 수 있습니다. 지금까지 다수의 아밀로이드 베타 표적 치료제가 임상에 도전했고, 아밀로이드 베타의 양을 줄이는 데까지는 성공했으나 환자의 인지기능을 회복시키는 데는 실패했습니다. 이는 아마도 인지 기능을 향상할 수 있는 신경세포의 기능을 회복시키지 못했기 때문일 것입니다.

인간의 뇌에는 천억 개의 신경세포가 있고, 이 신경세포들은 서로 잘 연접되어 있어 기억과 사고기능을 수행합니다. 한 신경 세포 당 평균 천 개의 신경 연접이 있다고 알려졌습니다. 치매라 함은 이러한 신경 연접의 숫자가 줄어들어 신경세포의 기능이 감소하는 것입니다. 따라서 이러한 신경 연접의 숫자를 다시 늘려주는 약물이 개발되어야 온전히 치매를 치료할 수 있을 것으로 생각됩니다.

[기자]
기존의 치매 치료제의 문제점까지 설명해주셨는데요. 뉴라클의 치매 신약 후보 물질은 기존 치매 치료제 개발과 어떤 차별성이 있는 건지요?

[인터뷰]
기존의 치매 치료제는 신경세포 바깥에 아밀로이드 플락과 축적된 노폐물을 제거해 주거나, 타우단백질이 주축이 된 얽힌 신경섬유를 제거해 주는 방법이지만, 이러한 치료법이 신경세포의 기능을 회복시키는가에 대해서는 확실하지 않습니다. 이미 승인받은 약물 중에는 일시적으로 신경기능을 향상해주는 약물과 신경독성을 일부 제거해 주는 약물이 있지만 치매 치료에는 효과적이지 않은 것으로 판명 났습니다.

뉴라클사이언스가 개발한 치매 신약은 손상된 신경세포의 신경연접을 늘려주는 치료제라고 할 수 있습니다. 당연히 이러한 치매 치료 접근법은 세계 최초입니다. 신경 세포 안에는 신경세포의 성장 및 신경연접을 촉진하는 단백질과 이를 억제하는 단백질이 동시에 존재합니다. 그동안 많은 신경과학자는 대부분 신경연접을 촉진하는 단백질을 연구해 왔었지만, 저희 뉴라클사이언스는 유일하게 신경연접을 오히려 억제하는 단백질을 연구했습니다.

저희가 개발한 NS101이라는 항체의약품은 신경연접을 가로막는 단백질을 제거해 주는 기전으로는 세계최초의 항체 의약품입니다. 따라서 NS101을 신경세포에 처리해주면 신경세포 성장이 빨라지고 신경세포 간의 연접이 눈에 띄게 증가하는 현상을 볼 수 있습니다. 기존의 신경치료제가 일시적인 신경기능향상 효과를 보이는 것과는 다르게, NS101은 신경세포의 구조를 안정화함으로써 신경세포 스스로 기능을 향상하는 의약품이라고 할 수 있습니다.

[앵커]
기존 치료제가 하지 못했건 신경 복원까지도 노리고 있는 것이군요. 현재 개발 중인 치매 신약 후보 물질 NS101의 동물실험 결과는 어떻게 나왔는지요?

[인터뷰]
지금까지 치매를 유발하는 다양한 동물모델이 개발되었는데, 예를 들어 아밀로이드 베타를 많이 만들어 치매가 유발하거나 타우단백질의 인산화를 많이 시켜서 치매를 유발되도록 한 동물도 있습니다. 당연히 아밀로이드를 표적으로 하는 약물은 아밀로드를 효과적으로 제거할 수 있지만 타우 단백질을 제거하지 못할 것이고, 타우단백질을 표적으로 하는 약물은 아밀로이드를 제거하지 못할 것입니다.

하지만 저희가 개발한 NS101은 아밀로이드나 타우에 의해서 유발된 치매 동물 모델에서 신경세포의 기능을 회복시킴으로써 다양한 치매 동물모델에서 인지기능을 향상했습니다. 흥미롭게도 아밀로이드나 타우 단백질을 표적으로 하는 약물만큼은 아니지만, 저희 약물을 처리했을 때 아밀로이드와 타우 단백질이 부분적으로 제거되는 효과도 발견하였습니다. 이는 신경세포가 건강해짐으로써 스스로 치유능력을 갖췄기 때문일 것으로 생각하고 있습니다.

이처럼 저희 약물은 신경세포 자체를 건강하게 하는 특징이 있어서 여러 가지 신경 병리적 조건에서도 효과가 있음을 확인할 수 있었습니다. 예를 들어 완전히 신경병리적 조건이 다른 루게릭병이나 척수손상 동물에서도 NS101의 효과를 관찰할 수 있었습니다.

[앵커]
NS101이 루게릭병과 척추손상에서의 동물실험도 이루어졌다고 들었습니다. 결과가 어땠나요?

[인터뷰]
루게릭병은 척수에 있는 운동능력을 조절하는 운동신경 세포가 소멸하면서 일어나는 병입니다. 신경세포가 소멸함에 따라 척수도 부피가 줄어들고 근육도 마비되어가는 현상들이 나타나는데, 저희 NS101의 약물을 처리하면 운동신경 세포가 오랫동안 생존해서 척수 위축이 크게 억제되고 루게릭병의 진행을 크게 늦출 수 있다는 결과를 얻었습니다. 척수가 손상되면 신경세포의 섬유 다발이 물리적으로 끊어짐으로써 근육을 움직이지 못하게 됩니다.

원래 신경세포는 매우 느리지만, 일정 정도 회복할 수 있는 능력이 있습니다. 그런데 저희 약물을 처리하면 신경세포의 회복이 매우 빠르게 진행되어 척수손상을 입은 동물들이 하체가 잘 움직이는 형상까지도 관찰할 수 있었습니다.

[기자]
NS101이 좋은 결과가 나왔잖아요? 임상시험 등 향후 주요 사업 계획 설명해주시죠?

[인터뷰]
임상개발과 관련해서는, 올해 4분기 내 NS101의 북미 캐나다에서 임상시험 진입을 추진하고 있습니다. 현재 글로벌 CRO와 캐나다 식약처 제출용 임상 1상 준비하는 자료의 마무리 작업 중에 있습니다. 사업개발 관련해서는, 올해 초부터 처음으로 세계시장에 노크했는데요. 바이오 유럽, 바이오 유에스 미팅 참가를 통해 NS101의 글로벌 파트너링을 추진해왔으며, 밝힐 수는 없지만 다수의 빅파마들과 비밀유지계약 (CDA)를 맺고 기술 검토 및 논의를 진행해 왔습니다. 북미 임상 진입 이후 파트너링 논의가 더욱 활성화될 것으로 기대합니다. 북미 임상진입과 글로벌 빅파마들과의 파트너링을 통해 내년도에는 코스닥 상장을 추진할 계획입니다.

우리 회사에는 NS101 이외에 NS200, NS400 시리즈 파이프라인도 있습니다. 그동안 뉴라클사이언스는 의생명과학분야 빅데이터를 기반으로 신약 후보 물질을 발굴해 왔습니다. 이러한 기술에 인공지능 (AI) 기법을 추가한 신약 후보 물질 발굴 연구를 수행하여 파이프라인을 확대할 계획입니다.

[앵커]
혁신적인 치매 치료제가 하루빨리 개발되기를 저도 바라게 되는데요. 2015년에 설립된 젊은 회사인데, 바이오 산업 발전을 위해서는 건전한 바이오 생태계 조성이 중요하잖아요. 제언할 말씀이 있다면요?

[인터뷰]
건전한 바이오 생태계의 조성 이런 부분들을 이야기할 수 있지만 사실 우리가 알아야 할 것들은 현재 바이오 생태계가 전 세계적으로 급변하고 있다는 사실을 먼저 인식해야 할 것입니다.

예를 들어, 우리 유전체에는 20,000개의 유전자가 있는데, 현재까지 약물의 표적이 된 유전자는 단지 1,000개 정도뿐입니다. 이는 전체 유전자의 5%이고요, 지난 1970년부터 생명과학, 유전학들이 계속 발전해 왔는데 그동안 50년 되는 기간 동안 우리는 겨우 5% 정도의 유전자, 단백질에 대해서만 매우 잘 알고 있고 나머지 단백질은 잘 모른 상황이고요. 또한, 5%의 표적 유전자만을 대상으로 난치성 질환을 치료하고자 했던 것입니다.

최근에 바이오 빅데이터 연구가 진행되면서 나머지 95% 유전자에 대한 연구가 매우 활발히 진행되고 있고 이들 중에 난치성 질환을 치료할 수 있는 표적이 있을 것으로 생각하고 있습니다. 최근에 AI 기법이 도입되면서 나머지 90%에 해당하는 연구들을 지난 5% 연구하는데 들어간 시간보다는 훨씬 짧은 시간에 나머지 것들을 공부할 수 있다고 생각합니다.

따라서 국내 제약업계에서도 이러한 시대적 흐름에 맞추어 새로운 신약 후보 물질을 AI와 빅데이터를 위해서 선점하려는 노력이 있어야 할 것입니다. 사실 세상이 저희를 기다려주지 않습니다. 시간이 많지 않으니 이를 위해서는 바이오벤처들과 국내 대기업/국가/학교 간 새로운 형태의 협력 모델을 빠르게 개발해야 한다고 생각합니다.

[인터뷰]
뉴라클사이언스에서 개발 중인 치료제가 얼른 상용화되어서 치매 환자들의 삶의 질을 높일 수 있는 환경이 만들어졌으면 좋겠네요. 지금까지 뉴라클사이언스 성재영 대표이사, 그리고 이성규 기자와 함께했습니다.

[앵커]
오늘 나와주셔서 고맙습니다.


YTN 사이언스 이성규 (sklee95@ytn.co.kr)
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