넷플릭스 드라마 '삼체'에서 삼체인들은 지구를 감시하기 위한 무기로 초미시세계의 3차원 양성자 하나를 2차원으로 펼쳐 슈퍼컴퓨터 '지자(智子)'를 만든다. 이 양성자는 지구 전역에서 동시다발적으로 지구의 과학기술 발전을 막는다. 심지어 빛 반사를 조절해 사람에게 글자도 보이게 한다. 초미시세계를 조절할 수 있는 힘은 그야말로 전지전능하다. 이를 바이오 신약 분야로 가져오면, 신체의 미시세계인 DNA, 분자, 원자를 조절할 수 있는 기술은 곧 삼체인의 슈퍼컴퓨터 지자와 같을 것이다. 모든 질환의 치료제를 개발할 수 있고, 불치병은 사라질 것이다.

삼성이 '라이프사이언스펀드'를 통해 여섯 번째 투자를 단행했다. 이번엔 유전자치료제 개발의 핵심인 AAV(Adeno-associated virus, 아데노부속바이러스)·캡시드(Capsid) 기술을 보유한 라투스바이오를 선택했다. 지난 투자에서도 유사한 기술을 보유한 재규어 진테라피에 투자했다. 이 외에도 분자생물학적 컨트롤 및 위치 특이성 기술을 보유한 기업에 연달아 투자하는 모습이다.

삼성은 최근 라이프사이언스펀드를 통해 미국 유전자치료제 개발기업 라투스바이오에 투자했다고 밝혔다. 삼성 라이프사이언스펀드는 삼성바이오에피스, 삼성바이오로직스, 삼성물산이 공동으로 출자해 조성한 벤처투자 펀드다. 이 펀드의 자금은 1700억원 규모다.

삼성은 차세대 혁신 바이오 신약개발 기업에 투자를 이어가고 있다. 2022년 3월 첫 투자 이후 벌써 여섯 번째다. △미국 재규어 진테라피(AAV·캡시드)를 시작으로 △미국 센다 바이오사이언스(생물 유래 나노입자 약물전달) △스위스 아라리스 바이오테크(ADC, 항체약물접합체) △한국 에임드바이오(ADC) △미국 브릭바이오(아미노산·단백질 조절) △미국 라투스바이오(AAV·캡시드)까지다.

특히 삼성은 그동안 치료가 어려웠던 질환과 타깃할 수 없던 부위에 작용할 수 있는 기술력을 보유한 기업 투자에 적극적인 모습이다.

라투스바이오와 재규어 진테라피는 AAV 및 캡시드 기술을, 센다 바이오사이언스는 생물 유래 나노 입자 기반의 약물전달체 기술을, 또 브릭바이오는 인공 아미노산 접합 및 단백질 위치 특이적 결합 기술을 보유했다. 이 기술 모두 정확한 위치 전달이 중요한 질환의 치료제 개발에 필수적인 요소다. 미충족 의료수요가 큰 희귀유전 질환과 중추신경계 질환 치료제 개발에 활발히 사용되고 있다.

AAV는 면연원성이 낮은 바이러스로, 유전물질(DNA, RNA 등)을 세포나 생체에 주입하기 위한 바이러스 전달체로 사용된다. 특히 AAV 벡터는 형질주입(Transfection)이 어려운 중추신경계와 근육, 안구 등에도 유전물질 전달이 가능하다. 형질주입은 유전물질을 세포에 넣는 과정을 말한다. 이 바이러스의 표면 단백질 층이 캡시드다. 캡시드는 유전 물질을 담은 바이러스(AAV 등)를 감싸 보호하며, 유전체 신호를 인지해 특정 조직에 침투하는 기능을 가졌다.

인공 아미노산은 의도적으로 변형된 아미노산으로, 브릭바이오는 인공 아미노산 기반 접합 기술을 기반으로 특정 위치의 아미노산을 대체, ADC 링커에 접합시킬 수 있다. 또 변형 tRNA((transfer RNA)를 활용해 특정 단백질 합성과 유전자 발현 조절도 가능하다. 

아울러 나노 입자 약물전달체는 3~200nm의 매우 작은 입자를 이용해 특정 세포와 조직으로 약물을 전달할 수 있는 기술이다. 핵산, 유전자 편집, 펩타이드에 적용 가능하며 나노 입자 약물전달체는 뇌장벽(BBB) 통과도 입증됐다.

국내 바이오텍 관계자는 “현재 미충족 의료 수요가 크고, 국제 규제기관의 허가를 받기 상대적으로 수월한 질환은 희귀유전 질환과 중추신경계 질환”이라면서 “이 질환들의 의약품 개발이 부진했던 것은 분자 수준의 미시적인 영역을 조절할 수 있는 기술이 부족했기 때문”이라고 말했다. 즉, AAV와 캡시드, 아미노산 조절, 나노 입자와 같이 미시적인 영역을 정확히 조절, 치료 효과를 낼 수 있는 기술이 신약개발 성공의 핵심으로 작용할 것이라는 설명이다.

실제 삼성이 투자한 기술이 접목된 의약품들은 글로벌 블록버스터 자리를 차지하고 있다. 대표적으로 AAV 벡터(Vector, 전달체)기반 유전자치료제 '졸겐스마(Zolgensma)’다. 졸겐스마는 2024년 연매출 12억1400만 달러(약 1조6498억원)를 기록했다. 2022년엔 약 22억 달러(약 2조9898억원)의 매출을 올렸다. AAV 기반 '럭스터나(Luxturna)'도 공식 발표된 매출은 없지만, 조 단위 매출을 올리는 것으로 추정되고 있다.

또한 관련 기술은 대규모 라이선스 거래 주인공을 차지하고 있다. 일라이 릴리 자회사 프리베일 테라퓨틱스(Prevail Therapeutics)는 지난해 1월 미국 캡시다 바이오테라퓨틱스(Capsida Biotherapeutics)의 중추신경계 질환 타깃 AAV 엔지니어링 캡시드 프랫폼 기술을 7억4000만 달러(약 1조56억원) 규모(옵션 및 마일스톤 등)에 사들였다.

이에 앞서 화이자는 2023년 7월 아스트라제네카 자회사 알렉시온 파마슈티컬스(Alexion Pharmaceuticals)의 희귀유전질환을 적응증으로 하는 AAV 캡시드 유전자치료제 파이프라인을 약 10억 달러(약 1조 3590억원)에 인수했다. 이 외에도 아스텔라스가 4D몰레큘러 테라퓨틱스(4D Molecular Therapeutics)의 안구 유리체 내 망막세포 타깃 AAV 벡터 플랫폼 기술을 9억6300만 달러(약 1조3087억원)규모로 라이선스 인하는 등, 크고 작은 거래가 지속해서 이뤄지고 있다.

삼성은 라이프사이언스펀드를 통해 국내외 바이오텍을 가리지 않고 투자를 지속하고 있다. 연달아 투자한 AAV 기술을 보유한 국내 기업과도 협력이 기대되고 있다. ADC 분야에선 국내 바이오텍 에임드바이오에 투자했다. 국내 AAV·캡시드와 관련 생산 기술 보유 기업은 이엔셀, 뉴라클제네틱스, 큐리진, 씨드모젠, 마크헬츠 등이 있다.

이엔셀은 AAV 벡터 기술을 바탕으로 세포 및 유전자 신약개발과 CDMO 사업을 하고 있다. 이엔셀은 안구 특이적 AAV 벡터를 기반으로 XLRP(X-염색체 연관 망막색소변성) 신약을 개발 중이다. 이 신약후보는 국가신약개발재단의 신약 기반 확충 연구 개발과제로 선정됐다. 이엔셀은 AAV 벡터를 생산할 수 있는 GMP 제조소와 생산 기술력도 갖췄다. 지난해 CDMO 사업으로만 100억원 이상 매출을 올렸다. 이엔셀은  4월 한국거래소 코스닥 상장 예비 심사를 통과하고 상장을 준비 중이다.

뉴라클제네틱스도 AAV 벡터 기술 및 생산 기술을 확보했다. 뉴라클제네틱스는 현재 캐나다에서 AAV 벡터 기반 습성노인성황반변성 신약 ‘NG101’의 임상 1/2a상 진행 중이다. 뉴라클제네틱스 AAV 벡터는 유전자 발현 최적화 및 지속성 향상을 위한 구조로 설계된 것이 특징이다. 이 외에도 NG103(건선 노인성 황반변성), NG201-NP(신경병증성 통증), NG201-AD(알츠하이머)를 파이프라인으로 구축하고 연구개발 중이다.

큐리진은 AAV를 비롯한 유전자치료제 벡터의 캡시드를 엔지니어링(Viral Capsid Engineering)하는 기술을 확보했다. 일반적으로 바이러스에 감염 경험이 있는 사람은 캡시드에 대한 항체를 가지고 있다. 이는 새로운 치료제가 신체 내에서 제대로된 효능을 발휘하기 어렵게 한다. 큐리진은 캡시드 표면을 유전 변형, 항체 보유자 및 반복투여가 가능한 AAV 벡터를 개발했다.

씨드모젠은 현재 6개의 AAV 벡터 기반 유전자치료제 파이프라인을 구축했고, 또 AAV 벡터 및 바이러스 벡터 CDMO 사업도 진행 중이다. 씨드모젠 선두 파이프라인 'CRG-01'은 습성황반변성과 당뇨망막병증의 안질환 치료제로 개발되고 있다. CRG-01은 습성환반병성 적응증으로 미국 임상시험이 우선적으로 진행될 예정이다. 현재 FDA와 IND 사전 미팅을 마치고, IND 제출을 준비 중이다.

마크헬츠는 심뇌혈관 질환 특화 AAV 벡터 플랫폼 ‘MAAV(MARKHERZ+AAV)’을 개발, 이를 바탕으로 심뇌혈관 질환 유전자치료제를 개발 중이다. MAAV는 혈관내피세포(Endothelial cell)를 표적해 특이적으로 치료유전물질을 전달할 수 있다. 이 외에도 캡시드 엔지니어링 기술, 대량생산 기술도 확보했다. 마크헬츠는 해당 기술을 동물용 심장사상충 예방 및 치료용 유전자치료제도 개발하고 있다.