줄기세포 유래 '세포외소포(EV, extracellular vesicle)'가 뇌졸중치료제 개발에 핵심으로 떠오르고 있다. 기존 뇌졸중치료제로 개발에 실패한 신약후보물질들의 한계점을 줄기세포의 작용기전이 채울 수 있기 때문이다. 글로벌 빅 파마 로슈(Roche), 재즈 파마슈티컬스(Jazz Pharmaceuticals) 등이 대규모 기술투자에 나섰고, 국내에서도 에스엔이바이오, 엠디헬스케어, 엑소스템텍, 엑소코바이오 등이 세포외소포 치료제 개발에 본격적으로 나섰다.
 

▲출처: 한국바이오협회 '줄기세포 유래 세포외소포를 활용한 뇌졸중치료제 개발 동향' 보고서

지난 18일 한국바이오협회에서 '줄기세포 유래 세포외소포를 활용한 뇌졸중치료제 개발 동향' 보고서를 발간했다. 해당 보고서는 에스엔이바이오 김은희, 반재복 본부장과 티리보스 김용관 대표가 작성했다. 이들은 보고서를 통해 줄기세포 유래 세포외소포가 기존 신약개발 한계를 극복할 수 있는 대안이라고 강조했다. 특히 기존 치료제가 부족한 뇌 질환 부문에서 더 주목된다고 전했다.

뇌졸중은 뇌혈관이 막히거나 파열로 뇌조직에 손상이 발생하는 질환으로 전 세계적으로 6명 중 1명은 앓는 흔한 질환이다. 현재 치료법으로 재개통술, 혈전 용해제, 항고혈압 치료제 등이 있다. 그러나 급성기 허혈 손상을 치료하는 치료법은 제한적으로 새로운 치료제가 절실한 상황이다.

이러한 상황에서 줄기세포의 작용기전인 Paracrine(주변분비) 효과를 가지며, 면역반응, 종양발생, 혈관폐색 등을 피할 수 있고, 신속 적용이 가능한 '줄기세포 유래 EV 치료제'가 새롭게 주목받고 있다.

해당 보고서에 따르면 중배엽 줄기세포는 주변 환경 요인에 따라 다른 세포로 분화할 수 있는 다중 분화능을 가진 세포로 항염증, 면역조절 및 재생 능력이 있는 것으로 알려졌다. 중배엽 줄기세포로부터 분비된 세포외소포는 중배엽 줄기세포가 가지는 대부분의 능력을 보유했다. 이에 따라 다양한 치료 효능을 나타낼 것으로 보인다. 

또한 생체 내 주입된 줄기세포의 낮은 생착률, 종괴 형성 유발, 혈관 폐색으로 인한 경색 및 혈액뇌장벽(blood-brain-barrier) 통과의 어려움 해결할 수 있는 특징이 있다. 이에 뇌질환 치료제 부문에서 더 부각되고 있다.

특히 줄기세포 유래 세포외소포는 줄기세포와 손상된 세포 간의 정보 교환에 중요한 역할을 하고 표적 세포를 변화시킬 수 있다. 줄기세포 또는 전구세포를 자극해 허혈성 손상 후 신경재생, 신생혈관 생성을 촉진 및 면역조절 하는 것이 보고됨에 따라 뇌졸중 후 회복기전에 직접 관여할 가능성도 높게 예측된다.

또한 최근 세포의 후생 유전적 조절 역할을 하는 miRNA의 특성이 밝혀졌고, 이는 miRNA 타깃 유전자 발현 조절과 뇌졸중, 신경퇴행성질환 및 심혈관질환과의 관련성을 더욱 견고히 했다. 세포외소포가 miRNA(운반체)로서 뇌졸중 치료의 잠재적 후보로 개발이 전망되는 부분이다.
 

▲출처: DBMR Research, 한국바이오협회 '줄기세포 유래 세포외소포를 활용한 뇌졸중치료제 개발 동향' 보고서

이러한 흐름에 따라 전 세계적으로 세포외소포 치료제 개발에 활기를 띠고 있다. 글로벌 제약사인 로슈, 재즈 파마슈티컬스 등이 대규모 기술투자를 하면서 더욱 관심이 집중되고 있다.

시장조사업체 DBMR 리서치는 글로벌 세포외소포 시장이 2021년 117억7,400만달러(약 14조원)규모에서 2026년 316억9,200만달러(38조원) 규모로 연평균 21.9% 성장할 것으로 전망했다.

그러나 현재 전 세계에서 시판 중인 치료제는 없는 상황이다. 줄기세포 유래 세포외소포를 뇌질환 치료제로 임상시험 중인 곳은 중국 Cellular biomedicine(IIT)이 있다. 해당 기업은 알츠하이머 치료제를 타깃으로 임상 1/2상을 진행 중이다. 또 이란 Isfahan University of Medical Sciences는 뇌졸중치료제를 타깃으로 임상 1/2상을 진행 중이다. 이외 영국 ReNeuron과 호주 VivaZome이 뇌질환을 타깃 기업으로 대표적이다.

국내에서는 에스엔이바이오가 3차원 배양을 통해 수득한 줄기세포 유래 세포외소포를 뇌졸중 치료제로 개발하고 있다. 에스엔이바이오는 줄기세포치료제 기반 난치병 치료제 개발 기업으로 줄기세포 고유의 효능은 극대화하면서 안전성과 효율성을 높이기 위한 연구를 진행 중이다. 현재 임상시험 진입을 목표로 연구개발 중이다.
 

▲출처: 한국바이오협회 '줄기세포 유래 세포외소포를 활용한 뇌졸중치료제 개발 동향' 보고서

끝으로 에스엔이바이오 김은희, 반재복 본부장과 티리보스 김용관 대표는 보고서를 통해 “세포외소포를 이용한 개발은 초기 단계로 전 세계적으로 기술격차가 크지 않아 국내기업들이 글로벌 시장에서 앞서 나갈 수 있는 분야"라며 "그러나 세포외소포의 대량생산 및 분리기술, 세포공여자에 따른 효능 인자 차이, 품질관리, 구성 성분 및 기능연구 방법 등 많은 부분에서 어려움이 있다”고 전했다.

이어 “이를 해결하기 위해 ISEV에서 최소한의 가이드라인을 제시했고, 지난 2018년 국내 식품의약품안전처에서도 세포외소포 관련 가이드라인을 제정했다. 또한 최근 엑소좀산업협의회가 출범해 엑소좀(세포외소포) 산업 성장의 필요한 토대 마련에 본격 착수했다”고 밝혔다.