시력을 잃어가는 환자가 자신의 질환을 치료할 신약개발에 직접 뛰어들었다. 유전성 망막질환 환자인 싱귤래리티바이오텍 최정남 대표는 ‘실명퇴치운동본부’를 약 20년간 이끌며 쌓은 환자 네트워크를 신약개발로 연결했다. 목표는 원인 유전자와 무관하게 적용할 수 있는 범용 치료제 개발이다.

싱귤래리티바이오텍 김병수 연구소장은 14일 미래의학연구재단이 서울대학교병원 의학연구혁신센터에서 개최한 ‘The 7th BCC in 2026: Bio-health Innovation Competition & Congress’에 연자로 나섰다.

김 소장은 “대부분 유전성 망막질환 환자에게는 치료 선택지가 거의 없다”며 “원인 유전자와 무관하게 적용할 수 있는 범용 치료제를 개발해야 한다는 것이 출발점”이라고 밝혔다.

이어 그는 “2000명 규모 코호트는 신규 기업이 단기간에 구축하기 어려운 자산”이라며 “환자의 유전정보를 질환모델 오가노이드로 연결해 다른 연구기관과 제약사 신약개발에도 활용할 수 있도록 할 것”이라고 강조했다.

싱귤래리티바이오텍은 망막 오가노이드를 중심으로 범용 세포치료제와 엑소좀 치료제, 질환모델 오가노이드 사업을 추진하고 있다. 신약개발에 긴 시간이 필요한 만큼 단기 수익사업을 병행하고, 환자 코호트와 오가노이드 기술을 장기적인 신약개발 자산으로 연결하는 전략이다.

344개 원인 유전자 대신 ‘광수용체 세포’를 지킨다

유전성 망막질환(inherited retinal diseases)은 유전적 변이로 망막 구조나 기능에 이상이 생겨 시력 저하를 일으키는 질환군이다. 원인 유전자는 344개 이상이다. 국내 등록 환자는 2020년 기준 1만3800여명, 미진단 환자 등을 포함하면 약 2만명으로 추정된다.

문제는 유전적 원인이 매우 다양하다는 점이다. 현재 상용화된 대표적인 유전자치료제 ‘럭스터나(Luxturna)’도 양대립유전자 RPE65 변이 연관 망막이영양증 환자에게 적용한다.

싱귤래리티바이오텍은 각 원인 유전자를 개별적으로 겨냥하는 대신, 다수 유전성 망막변성에서 공통적으로 나타나는 광수용체 세포 퇴행을 막는 데 초점을 맞췄다. 광수용체 세포는 빛을 감지해 시각 신호로 변환하는 망막 핵심 세포다.

김 소장은 “원인 유전자가 무엇이든 결국 광수용체 세포가 죽어가면서 실명으로 진행한다”며 “광수용체 세포를 보호하고 기능을 유지할 수 있다면 원인 유전자와 관계없이 접근할 수 있다”고 설명했다.

회사는 임상등급 유도만능줄기세포(iPSC)를 망막 오가노이드로 분화시킨 뒤 여기에서 망막전구세포를 분리해 세포치료제로 개발하고 있다. 오가노이드 자체를 이식하는 것이 아니라, 오가노이드를 안정적인 망막전구세포 공급원으로 활용하는 구조다.

투여 방식은 유리체강 내 주사다. 망막하 주사보다 시술이 간단하고 반복 투여에 유리하다는 점을 개발 전략에 반영했다.

광수용체 보호에서 엑소좀 확장까지…파라크린 기전 사업화로

망막색소변성증 동물모델에 망막전구세포를 투여한 결과 광수용체 세포 보존과 망막 외핵층(outer nuclear layer) 두께 보존을 확인했다. 망막전위도검사(electroretinography)에서도 기능 개선 신호가 나타났다. 김 소장은 시운동 반응(optomotor response) 검사에서 대조군 대비 반응성이 80% 이상 개선됐다고 발표했다.

핵심 치료기전은 파라크린(Paracrine, 주변분비) 효과다. 투여한 망막전구세포가 BDNF, GDNF, CNTF, HGF, FGF 등 신경영양인자와 엑소좀을 분비해 주변 광수용체 세포를 보호하는 방식이다.

김 소장은 “망막전구세포가 신경영양인자와 엑소좀을 분비하고, 이를 통해 죽어가는 광수용체 세포를 보존하는 것이 치료기전”이라고 말했다.

싱귤래리티바이오텍은 세포가 분비하는 엑소좀도 별도 치료 플랫폼으로 확장하고 있다. 망막변성 동물모델에 망막 오가노이드 유래 엑소좀을 투여한 결과 광수용체 세포 사멸이 감소하고 외핵층 두께와 광수용체 세포 관련 마커가 보존됐다.

유전성 망막질환에서는 엑소좀의 효능 지속기간이 세포치료제보다 짧다고 판단해 녹내장과 각막 손상 등 다른 안질환으로 적응증을 넓히고 있다. 점안제와 동물용 치료제도 사업화 대상으로 잡았다.

엑소좀의 국소 체류시간을 늘리기 위한 양전하 히알루론산 플랫폼 ‘하이알진(HyalGene)’도 개발하고 있다. 음전하를 띠는 세포 표면과 결합력을 높여 엑소좀이 표적 부위에 더 오래 머물도록 하는 것이 개발 목표다. 하이알진은 화장품 원료와 점안제 등 단기 수익사업으로 연결한다.

김 소장은 “세포치료제는 매출이 발생하기까지 시간이 오래 걸린다”며 “치료제를 끝까지 개발하기 위해서는 회사가 먼저 지속할 수 있어야 한다. 단기 매출을 만들 수 있는 사업모델을 함께 구축하는 이유”라고 강조했다.

20년 환우 네트워크, 2000명 코호트로 연결

최 대표가 장기간 구축한 환우 네트워크는 또 다른 신약개발 자산이 됐다.

싱귤래리티바이오텍 자체 환우 네트워크 약 1400명과 삼성서울병원 약 600명을 합쳐 총 2000명 규모 유전성 망막질환 코호트를 구축했다. 이를 기반으로 전장 엑솜 염기서열분석(WES), 질환 자연사, 전자의무기록(EMR) 데이터를 연구에 활용하고 있다.

회사는 이를 바탕으로 EYS, USH2A, PDE6B, RPE65, RS1 등 원인 유전자별 환자 유래 iPSC와 질환모델 망막 오가노이드를 제작하고 있다. 질환모델은 유전자치료제와 신약 후보물질 평가에 활용하고, 연구기관과 제약사 신약개발 연구에도 제공할 계획이다.

사업 로드맵도 단계적으로 짰다. 김 소장은 “단기에는 하이알진과 오가노이드 분양을 통해 매출 기반을 만들고, 중기에는 코호트 기반 데이터 플랫폼 기술이전을 추진한다”며 “장기적으로는 범용 망막전구세포치료제 임상 진입과 기술이전이 목표”라고 전했다.