인트론바이오, 약물 전달 플랫폼으로 '대장암 정복'…美 특허출원 완료 "원인 독소 완벽 제거 입증"

[프라임경제] 최근 밥상에 자주 오르는 쌈 채소, 상추에서 대장암을 유발할 수 있는 특정 유전형의 대장균이 검출되며 소비자들의 불안감이 커지고 있다.

이들 중 특히 'pks+ E. coli'라고 불리는 대장균의 위험성이 커지고 있다. 해당 균은 장내에서 독성 물질을 생성하여 DNA 손상(ICLs, Interstrand Cross-Link)을 유발해 DSBs (Double Strand Breaks)를 일으키게 된다. 

이는 장기적으로 대장암 발병 위험을 높일 수 있다는 연구 결과들이 '네이처(Nature)'를 비롯해 다수 보고되면서 그 심각성이 더욱 부각되고 있는 실정이다.

이러한 가운데 혁신적인 박테리오파지 기술 개발 기업인 인트론바이오 (048530)가 난치성 질환으로 꼽히는 대장암 치료에 있어 'IMPATM'라는 파지 엔지니어링(Phage Engineering) 기술을 적용, 마이크로바이옴 항암제의 새로운 가능성을 제시했다고 5일 밝혔다.

인트론바이오는 장내세균을 타겟하는 파지리아(PHAGERIAⓇ) 면역치료제를 개발해왔다. 금번 자체 개발한 'IMPATM 파지 엔지니어링 기술'을 통해 대장암의 주요 원인 물질로 알려진 콜리박틴 (Colibactin) 독소를 효과적으로 제거하는 물질이 페이로드(Payload)된 신약 후보물질을 확보하고 관련 미국(US) 특허를 출원했다.

'IMPATM(Intelligent Modular Phage Assembly)' 파지 엔지니어링 기술은 기존 '로봇 박테리오파지'라 불리던 기술명이다.

이번 미국 특허출원을 계기로 구체적으로 재명명한 것으로, 모듈 파지(Modular phage, Mock-up Phage)에 페이로드할 수 있도록 하는 박테리오파지 엔지니어링 기술이라는 의미를 부여하고 있다.

이번 성과는 인트론바이오가 트랜스포존 뮤타제네시스 (Transposon Mutagenesis) 및 크리스퍼·카스(CRISPR·Cas) 등의 포워드·리버스 제네틱스(Forword·Reverse Genetics) 기술과 AI-주도 분석(AI-driven Analysis) 역량을 융합, 다양한 유용 물질에 대한 페이로드 가능성을 탐색해 온 노력의 결실이다.

특히 대장암 발병에 깊숙이 관여하는 콜리박틴 독소를 표적으로 하는 페이로드를 박테리오파지 표면에 성공적으로 탑재하고, 그 효능까지 세계적으로 최초 확인했다는 점에서 의미가 크다.

즉, 대장암 유발의 주범으로 꼽히는 'pks+ E. coli'을 효과적으로 제거하고, 동시에 이 균이 분비하는 독성 물질까지 무력화하는, 즉 '세균박멸' 및 '독소제어'라는 '이중 표적 치료법 (Dual Targeting Therapeutics)'을 제시한다.

나아가 △콜리박틴의 대장암 유발 검증 △모듈 파지의 대장암 유발 억제능 검증 △콜리박틴 제거능 실증 등 'IMPATM' 파지의 실증시험에 성공하면서 관련 특허를 확보하게 됐다는 데에서 큰 의의를 갖는다.

쉽게 말해, 이번 개발의 핵심은 박테리오파지의 단백질 껍질인 '캡시드(capsid)'에 콜리박틴을 분해하는 단백질(Colibactin-degrading protein)을 페이로드로 적용했다는 점이다. 

마치 '머리'에 '폭탄'을 실은 정밀 유도 미사일처럼, 엔지니어링된 박테리오파지는 'pks+ E. coli'에 특이적으로 감염하여 균을 사멸시키는 동시에 캡시드에 실린 효소를 통해 균이 이미 분비한 콜리박틴 독소까지 효과적으로 제거하는 '일거양득'의 치료 효과를 기대할 수 있게 되는 것이다.

최근 박테리오파지를 여러 용도로 엔지니어링하는 기술 및 기업들이 크게 각광을 받고 있는 상황이다. 인트론바이오의 'IMPATM' 기술은 타기업과는 차별성을 가진 독자적인 플랫폼 기술일 뿐만 아니라, 단순한 연구 단계를 넘어, 실제 치료 효능을 가진 '약물 전달 플랫폼'으로서의 실질적인 가능성을 입증하는 강력한 증거로 평가받고 있다.

기존 박테리오파지 기반 기술의 한계점으로 지적돼 왔던 '페이로드의 물질 탑재 시 발생하는 Payload 활성 저하 및 파지의 구조적 불안정성 문제' 또한 이번 연구를 통해 상당 부분 극복했다는 점이 고무적이다. 

인트론바이오는 탑재된 유효 물질이 본래의 기능을 성공적으로 수행하는 것을 확인함으로써, 고난도의 기술적 허들을 성공적으로 넘어섰음을 시사했다.

손지수 인트론바이오 BD사업부 본부장은 "이번에 확보한 페이로드된 엔지니어링 박테리오파지는 단순한 연구용 파지가 아닌 실용화 및 인체 분야 활용을 고려해, 다양한 검증 과정을 거쳐 분리 및 선정했다"고 말했다.

이어 "여기에 고도의 기술력이 요구되는 AI-주도 분석을 통한 개량 플랫폼 기술을 적용하고, 이를 최적화하는 데 심혈을 기울였다"며 "해당 기술을 다른 개발 영역까지 확장 적용헤 지속적으로 개발해 나갈 것"이라고 포부를 전했다.

윤경원 인트론바이오 대표는 "이번 성과는 박테리오파지 엔지니어링 기술의 괄목할 만한 진전일 뿐만 아니라, 인트론바이오가 보유한 다양한 박테리오파지 기반 플랫폼 기술과의 융합을 통해 혁신적인 마이크로바이옴 신약 후보물질을 발굴하는 원동력이 될 것"이라고 강조했다.

또한 "기존 대장암 항암제와의 병용효과를 검증하는 기술검증(PoC) 입증 등의 전임상시험을 차질없이 진행해 나갈 것"이라며 "회사의 'IMPATM' 파지 엔지니어링 기술은 ADC 약물개발, 항암제, 백신개발 등으로 폭넓게 적용해 나갈 것이며, 해당 분야에서 글로벌 기술경쟁력을 확고히 다져 나가겠다"고 강한 의지를 피력했다.