[인터뷰] 뉴로비스 “알츠하이머·CNS 등, 뇌질환 신약개발 성공률 획기적 향상”
김형건 대표, 뇌 신경전달물질·대사체·펩타이드 분석법 확립…임상 성패 좌우
입력 2023.04.03 06:00 수정 2023.04.04 16:08
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“중추신경계와 신경정신질환의 요인인 신경전달물질, 대사체, 전구체, 신경펩타이드 등의 동시 분석법 개발에 성공했다. 이는 지금까지 유효성평가가 불가했던 뇌질환 신약개발의 성공 가능성을 끌어올릴 것이다.” 
 
△김형건 대표.
 
뇌과학연구전문 플랫폼 뉴로비스의 김형건 대표는 “동시분석법은 임상 실패로 낭비되는 천문학적인 비용도 획기적으로 절감하게 될 것”이라고 덧붙였다.
 
뉴로비스는 알츠하이머 등, 뇌질환 신약개발 연구에 새로운 지평을 열었다고 평가받고 있다. 특히 질량분석법으로 amyloid-β 40 및 42를 사람과 치매 모델 마우스 혈액에서 선택적 분석할 수 있는 방법을 확립했다. 약업닷컴(약업신문)은 최근 경기 화성시 우정바이오신약클러스터에 있는 뉴로비스 본사에서 김 대표를 만나 뉴로비스의 뇌과학연구전문 플랫폼과 이를 활용한 뇌질환 신약개발의 성공률을 높일 수 있는 방법에 대해 들었다.  

뉴로비스 소개 부탁드린다. 

2018년 설립된 뉴로비스는 2022년 중소기업벤처부 ‘아기유니콘 200 육성사업’ 등 11개 국책과제에 선정, 현재까지 100건 이상의 용역과제를 수행하며 기술성을 인정받았다. 같은 해 10월에는 식품의약품안전처로부터 ‘임상시험검체분석기관(GCLP)’ 인증도 받았다. 
 
뉴로비스는 중추신경계와 신경정신질환와 같은 뇌 질환 신약개발 및 연구에 특화된 분석 솔루션을 제공하고 있다. 특히 세계 최초로 자유롭게 움직이는 동물(설치류, 영장류) 모델의 뇌, 척수와 같은 특정 부위에서 미세투석 수술법을 통해 신경전달물질(Neurotransmitter)과 대사체(Metabolites)를 분석할 수 있는 기술과 분석법을 확립했다. 이를 바탕으로 기업에서 개발중인 뇌 질환 약물의 개념실증(PoC)부터 바이오마커 탐색, 뇌혈관장벽 투과도 평가 등을 가능하도록 조력하고 있다. 
 
△뉴로비스는 설치류 뇌에서 바이오마커 탐색과 영장류(원숭이, NHP-Non human primate) 뇌에서 바이오마커밸리데이션을 미세투석을 통해 실증하는 약효평가 플랫폼을 확립했다.(자료=뉴로비스 제공)


신경전달물질은 뇌의 뉴런 간 또는 뉴런에서 근육으로 신호를 전달하는 데 사용되는 분자 단위 물질로, 신체 기능 제어를 포함해 자율신경계의 수많은 기능과 밀접하게 관련돼있다. 신경전달물질의 분석이 해당 질환을 타깃하는 신약개발의 시작이 되는 이유다. 

뉴로비스만의 경쟁력과 차별화 요소는 무엇인지. 

뉴로비스는 뇌 질환에 최적화된 ‘뉴로비스 분석 솔루션‘을 구축했다. 지금까지 유효성을 평가할 수 없었던 중추신경계와 신경정신질환의 요인인 신경전달물질, 대사체, 전구체, 신경펩타이드 등을 동시에 분석할 수 있는 분석법을 확립, 데이터를 구축해 이를 뇌 지도로 구축하는 연구를 진행하고 있다. 
 

△뉴로비스에서 확립된 동시 분석 가능한 신경전달물질 및 신경펩타이드 종류.


새로운 유효성 평가 방법이 구축됨에 따라 ’뉴로비스 분석 솔루션‘은 향후 정신과 치료약물뿐 아니라 퇴행성신경질환의 유효성 평가 비임상시험의 ’크리티컬 패스‘로 적용될 것으로 전망된다. 

뇌 질환(중추신경계·신경정신질환) 신약개발에서 신경전달물질과 대사체 등의 분석이 중요한 이유는. 

그동안 뇌 질환 신약을 개발할 때, 동물모델의 행동평가가 유효성 평가의 주요 지표 중 하나였다. 그러나 동물모델에서 유효성을 확보한 신약후보물질도 임상시험에서는 부지기수로 실패했다. 이는 매우 복잡한 중추신경계 특성에 따른 인간의 질환을 모사할 수 있는 적절한 신경정신질환 동물 모델이 없었고, 바이오마커와 약효 평가 방법이 없었기 때문이다. 

신경정신질환의 최종 표현형은 신경기능의 손상에 따른 신경전달물질들과 신경펩타이드 등의 유리 변동으로 나타난다. 이에 따라 뉴로비스에서 확립된 뇌 조직에서 시료 샘플링 방법을 비롯해 생물학적 분석에 의한 신경전달물질과 대사체 및 신경펩타이드 28종의 동시 분석법은 그 자체가 바이오마커로서 적용될 수 있다. 이는 신경정신질환치료제의 작용기전과 약효 평가에 적용될 수 있으며, 사람의 뇌와 훨씬 유사성이 높은 영장류 뇌에 적용해 확증할 경우 임상시험 성공률을 극적으로 향상시킬 수 있다. 

임상시험 성공률을 높이기 위한 뉴로비스의 해결책은. 

신경전달물질이나 신경펩타이드들의 경우 개체 차이(Individual variation)가 매우 크고 신경에서 유리되는 정도가 사망 이후, 마취 상태, 스트레스 정도에 따라 완전히 다른 양상을 보인다. 이는 분석 결과에 변동성으로 작용하고 데이터의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다. 지금까지 이러한 변수들로 약효평가에서 다른 결과가 도출돼 왔고, 재현성이 불가해 약효평가 솔루션이 상용화되지 못했다.

 

△ 질량분석기술 기반 마우스 뇌 조직에서 신경전달물질 및 그 대사체들의 정량분석 크로마토그램.

 

반면 뉴로비스의 솔루션은 검증된 데이터를 기반으로 신뢰성 있는 결과를 제공할 수 있다. 나아가 FDA, EMA, 식약처에 비임상 및 임상 결과 자료로 인정받을 수 있도록 국제 ISO71025 인증 진행과 국내 임상시험검체분석기관(GCLP) 지정을 완료했다. 

뇌 질환 신약개발에서 바이오마커가 중요한 이유는. 

예를들어 항암제를 개발할 때, 유효한 바이오마커는 임상 3상 전 확립돼 최종 임상 성공률을 높이고 품목허가를 받는 근거로 활용되고 있다. 이와 마찬가지로 중추신경계 신경정신질환 분야의 임상시험에서도 바이오마커 확립은 임상시험 성패를 가르는 중대한 요소로 작용할 것으로 예측되고 있다. 
 

△사람 혈장 0.2mL에서 측정된 amyloid-β 40·42.

 

뉴로비스에서 확립된 생체시료 분석법들은 알츠하이머, CNS 질환, 우울증, 조현병, ADHD, 수면장애 등 다양한 질환에서 바이오마커로 적용될 수 있다. 이러한 바이오마커로의 적용은 신약개발 진행 과정에서 ‘GO’와 ‘NO GO’를 결정짓는 과학적인 근거가 된다. 성공 가능성이 높은 후보물질을 스크리닝해줘 실패할 경우 낭비될 천문학적인 비용을 절감해준다. 

amyloid-β 40과 amyloid-β 42 분석법 확립 의미는. 

뉴로비스는 대표적으로 알츠하이머 치매 발병 원인으로 지목되는 amyloid-β 단백들의 질량 분석법을 개발했다. 특히 혈액에서 알츠하이머 치매와 직접적인 연관성이 확인된 amyloid-β 40 및 42의 정량분석법을 확립했다. 

 

뉴로비스는 치매 모델 마우스(5XFAD)의 혈액에서 퇴행성 신경 손상에 따른 혈장 amyloid-β 40 및 42의 분석을 12개월까지 수행해 특허를 지난달 7일 출원했다. 이는 알츠하이머 치매 동물 모델에서 바이오마커를 활용한 비임상시험 약효 평가 모델을 최초로 확립한 것으로 의미가 크다. 
 
연구 결과를 살펴보면, 3개월에서 12개월에 걸쳐 지속해서 혈장 amyloid-β 42 농도와 혈장 amyloid-β 40 및 42의 비율이 감소되는 양상을 보였다. 이는 알츠하이머 치매 사람에서 나타나는 양상과 동일한 것이다. 알츠하이머 치매 동물에서 3~9개월 사이에 유효한 약효를 보이는 신약후보물질은 사람에서도 유의한 약효를 기대할 수 있다는 것을 의미한다. 

뉴로비스의 확립된 행동 평가 및 면역조직염색(Immunohistochemistry)과 더불어 바이오마커 실험을 동시에 수행한다면, 지금까지 평가가 어려웠던 알츠하이머 치매 치료제의 유효성 평가의 정확성을 비약적으로 높일 수 있다. 

뇌과학 연구에서 독보적인 평가기술을 보유했다고 알려졌다. 

뉴로비스는 중추신경계 신약개발에서 Bottleneck(병목)현상을 극복할 수 있는 여러 기술을 개발, 품목화했다. 대표적인 기술로는 △약동학·약력학(PK·PD) 모델링 △미세투석을 적용한 혈관-뇌장벽 투과도(BBB permeability) 평가 △척수 미세투석과 통증 관련 분자들의 동시 분석법에 따른 신경병증 통증 치료제의 약효 평가 및 작용기전 탐색 등이다. 

특히 혈관-뇌장벽 투과도 평가는 저분자 약물뿐 아니라 최근 각광받고 있는 항체, ADC 등 고분자 약물에도 적용이 가능한 것이 특징이다. 

다른 뇌 질환 관련 바이오마커 분석도 가능한지. 

뉴로비스는 타액을 통해 수면의 바이오마커로 인정되고 있는 멜라토닌, 세로토닌, 코르티솔을 동시 분석할 수 있는 분석법을 확립, 수면 장애 치료제 및 의료기기에 적용하기 위해 밸리데이션을 진행 중이다. 지난해 10월 15일 식약처로부터 임상시험 검체 분석기관으로 지정돼 올해 상반기부터 본격적으로 상용화에 나설 것이다. 

아울러 우울증, 조현병, 자폐증, ADHD, 신경병증 통증 등을 대상으로 하는 임상시험에서 관련성이 있는 것으로 제시된 신경전달물질 및 대사체와 신경펩타이드들의 동시 분석을 통해 혈액이나 소변, 타액 등에서 유의한 바이오마커를 탐색하는 연구들을 추진하고 있다. 

뉴로비스 사업 비전에 대해 말씀 부탁드린다. 

뉴로비스의 ’뇌과학연구전문 플랫폼’은 뇌 질환 관련 신약개발 및 연구 기업에게 획기적인 변화를 가져다줄 것으로 밝은 미래가 전망된다. 

현재까지 200여건의 용역과제로 10억원 정도의 매출을 달성했다. 올해는 글로벌 매출을 본격화해 30억원 매출 달성, 흑자전환할 계획이다. 나아가 2024년까지 매출 100억원을 목표로 사업 프로젝트를 진행 중이다. 현재 해외에서도 기술 우수성을 높게 인정받아 여러 투자기관 및 기업들과 긴밀한 협의를 진행 중이다.

 

△뉴로비스 사업 계획.
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