[바이오사이언스] 질병 찾고 치료까지…'엑소좀' 주목

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초미세 세포 소포체, 진단·약물전달 '이중 역할'

암·신경질환 바이오마커…글로벌 개발 경쟁 확대

(서울=연합뉴스) 유한주 기자 = 질병 진단과 치료를 동시에 수행하는 것은 마치 먼 미래의 이야기처럼 느껴진다.

그런데 머리카락보다 훨씬 작은 입자가 이를 가능하게 할 기술로 주목받고 있다.

바로 '엑소좀'이다.

엑소좀은 몸속 세포가 신호 전달과 물질 운반을 위해 분비하는 지질 이중막 구조의 소포체다.

크기는 지름 30∼150㎚(나노미터·10억분의 1ｍ)로 머리카락 두께(5만∼10만㎚)보다도 작고 세포 배양액과 혈액, 눈물 등 다양한 체액에서 발견된다.

한국과학기술정보연구원 보고서 등에 따르면 엑소좀은 알츠하이머병과 암, 신경계 질환 등 난치성 질환의 진단 바이오마커이자 약물 전달체로 활용될 수 있는 차세대 바이오 플랫폼이다.

우선 엑소좀에 포함된 유전자 및 단백질 정보는 모세포 특이적이기 때문에 혈액이나 소변에서 분리된 엑소좀을 분석하면 암과 신경계 질환 등 질병을 조기 진단할 수 있다.

또 엑소좀은 외부 물질을 실어 특정 조직으로 전달하는 약물 전달체로도 기능할 수 있다.

소수성·친수성 물질과 핵산, 단백질 등 다양한 치료 물질을 안정적으로 담아 운반할 수 있으며, 표면 단백질이나 공학적 구조 변경을 통해 특정 조직이나 세포만 골라 찾아가도록 설계할 수 있다.

특히 혈액뇌장벽(BBB)과 태반 장벽 등 생체 장벽을 넘어가는 능력은 기존 약물 전달체의 한계를 보완할 수 있다고 평가된다.

이런 특성에 따라 엑소좀은 진단과 치료, 예방을 아우르는 통합 바이오 플랫폼으로 발전할 것으로 전망된다.

글로벌 제약사는 이미 엑소좀 기반 진단 키트와 치료제 개발을 위한 연구개발을 확대하고 있다.

대표적인 상용화 사례로는 미국 바이오테크네의 소변 기반 전립선암 진단 키트가 있다.

치료제의 경우 아직 글로벌 규제 기관의 공식 승인을 받은 사례는 없지만, 줄기세포 유래 엑소좀을 활용한 치료제가 전임상 및 임상 단계에서 활발히 개발되고 있다.

엑소좀은 면역조절과 조직 재생, 표적 전달 등 다양한 기능을 갖춘 만큼 암과 신경계, 감염성, 자가면역질환 등 고난도 적응증을 중심으로 임상 수요가 높은 것으로 분석된다.

글로벌 엑소좀 연구 시장은 미국 써모 피셔 사이언티픽과 독일 퀴아젠, 스위스 론자, 미국 다나허, 바이오테크네 등 상위 5개 기업이 전체 시장의 최대 60%를 차지하고 있다.

한국에서는 일리아스바이오로직스 등 기업이 글로벌 시장 진출을 모색하고 있다.

이 회사는 엑소좀에 단백질을 선택적으로 탑재하는 플랫폼을 기반으로 패혈증과 신경계 염증 질환 등 난치질환 치료제를 개발 중으로, 2021년 세계 최초로 엑소좀 치료제로 FDA 희귀의약품 지정을 받았다.

이 같은 흐름에 힘입어 엑소좀 시장은 작년 약 2억달러(약 3천억원)에서 2030년 약 5억달러(약 7천억원)로 연평균 17.5% 성장률을 기록할 것으로 예측된다.

다만 시장 확대를 위해서는 엑소좀 이질성 관리와 품질 일관성 확보, 제조·품질관리(CMC) 표준화 등이 필요하다고 분석된다.

이에 따라 국내 규제기관도 관련 제도 정비에 나서고 있다.

식품의약품안전처는 세포치료제 수준의 품질기준과 심사체계를 기반으로 엑소좀 치료제에 대한 맞춤형 심사체계와 가이드라인 고도화를 추진 중이다.

hanju@yna.co.kr

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