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[이데일리 김진호 기자]나노입자 및 초음파 기반 약물 전달 시스템(DDS) 개발기업 ‘아이엠지티’(IMGT)가 확보한 기술 플랫폼은 크게 네 가지다. 여기에는 △집속 초음파 기술 ‘IMGT-FUS’ △초음파 집속을 통한 나노입자의 약물 전달 기술 ‘IMGT-LPS’ △나노입자를 활용한 간동맥 색전술 기술 ‘IMGT-EMB’ △항체를 탑재시킨 나노입자의 약물 전달 기술 ‘IMG-TSD’ 등이 포함된다. 회사는 이런 플랫폼을 적용해 신약 후보물질 ‘IMP301’ 또는 의료기기(IMD10, IMP101 등) 관련한 임상개발을 준비하고 있다.

2023년 기준 아이엠지티의 신약 후보물질 또는 의료기기의 임상 로드맵(제공=아이엠지티)

초음파천공법에 최적화된 나노입자를 설계한 이유

아이엠지티의 기술 전반에 사용되는 핵심 개념은 ‘초음파천공법’(sonoporation)이다. 강한 초음파를 세포나 분자에 쏘이면, 이들을 둘러싼 외부 막이 아주 짧은 순간 끊어지게 되며, 막을 통한 물질의 이동이 수월해 질 수 있다. 과거 전기를 쏘여 세포막을 뚫는 전기천공법을 확장한 개념인 셈이다.

아이엠지티가 개발한 IMGT-FUS가 바로 초음천공법을 일으킬 수 있는 의료기기 플랫폼다. 미세공간에 초음파를 집속시키는 기술의 집합을 의미하며, 이를 통해 회사는 IMD10이라는 의료기기를 개발해 상업화 시도를 하고 있다. 회사는 지난해 8월 식품의약품안전처로부터 기존 췌장암 선행화학요법인 ‘폴피리녹스’(Folfirinox)와 IMD10을 접목하는 임상시험계획(IDE)을 승인받았다. 아이엠지티가 진행하는 첫 임상이자, 해당 적응증 대상으로 세계 최초로 시도되는 초음파 의료기기 임상이었다.

이학종 아이엠지티 대표는 “단단한 암 조직에 초음파를 쏘이면 암세포의 막이 열려 폴피리녹스라는 항암제의 침투 능력이 높아질 것으로 기대하고 있다”며 “집속 초음파 의료기기의 활용가능성을 확인하는 임상이라고 판단한다. 난치성암인 췌장암에서 성공하면 다름 암종에서도 충분한 효과를 발휘할 것으로 시장에서 받아들이게 될 것”이라고 설명했다.

아이엠지티가 궁극적으로 목표로 하는 것은 초음파에 잘 반응하도록 설계한 나노입자에 항암제를 탑재한 다음, 양방향의 초음파천공법을 일으켜 치료 효과를 극대화하는 것이다. 예를 들면 풀리리녹스라는 항암제를 직접 개발한 나노입자에 넣을 수 있다. 해당 나노입자가 췌장암 부위로 이동하는 시점을 예상해 초음파를 집속하게 된다. 이때 나노입자의 막과 췌장 암세포의 막이 동시에 열려 약물의 전달 효과를 크게 높인다는 계산이다.

아이엠지티가 시도 중인 나노입자 및 집속 초음파 융합 기술의 개념도. 강한 초음파를 나노입자와 암세포 등에 집속시키면, 세포막이 일시적으로 열려 약물의 이동이 크게 활발해질 수 있다. (제공=DB금융투자)

“올해 초 유방암 및 간암 관련 추가 임상 신청 예정”

2010년 설립 후 아이엠지티가 차별화를 위해 준비해 온 것이 IMGT-LPS와 IMGT-EMB 등 플랫폼과 관련한 기술 특허 확보 문제다. IMGT-LPS는 유방암, 뇌종양 등 각종 암에 최적화할 수 있는 ‘리포좀(liposome)’ 기반 나노입자 설계 기술의 집합이다. IMGT-EMB는 암세포와 연결된 혈관을 막는 간동맥 색전술과 관련한 나노입자 설계 기술의 집합을 의미한다.

아이엠지티는 대표적으로 ‘약물을 함유한 나노입자가 결합된 초음파 조영제 및 이의 제조법’(2015년)과 ‘초음파 감응형 리포좀 및 이의 제조법’(2021년) 등 2건의 IMGT-LPS 관련 특허를 국내에서 등록했다. 같은 내용으로 ‘국제 특허조약’(PCT)에도 출원했다. 또 회사는 IMGT-EMB와 관련한 ‘항암제를 담지한 인간 혈정 알부민 나노입자 활용 간동맥 화학색전술용 조성물 제조법’ 특허를 한국(2019년)과 중국 및 일본(2021년) 등에서 등록하는 데 성공했다. 2023년 1월 기준 나노입자와 초음파 관련 특허를 국내에서 8건, 해외에서 6건 등록하는데 성공했다. 이밖에도 아이엠지티는 국내에서 18건의 특허를, 해외에서 33건의 특허를 추가로 출원한 상태다.

아이엠지티는 IMGT-LPS을 적용해 나노입자에 유방암 대상 항암제를 탑재시킨 개량 신약 후보물질 ‘IMP301’의 임상시험계획서(IND)와 IMGT-EMB 기반 간동맥 색전술용 의료기기 ‘IMP101’의 임상시험계획(IDE)등 2종의 임상을 국내에서 신청했다.

회사는 올해 상반기 중 IMP101과 IMP301 관련 임상 진행에 대한 식약처의 결론이 나오길 기대하고 있다. 이런 임상 시도에 발맞춰 회사는 연내 기술특례상장을 위한 기술성 평가도 병행해 나갈 예정이다.

이 대표는 “유방암 치료제를 나노입자에 넣으면 새로운 개량 신약으로 본다. 이와 관련한 임상과 개발 시간은 일반 항암제처럼 3상까지 진행해야 한다”며 “반면 IMP101은 기존 색전술용 치료제의 효과를 높이는 의료기기로 분류돼 임상 후 바로 출시가 가능할 전망이다”고 설명했다.

아이엠지티의 IMP101은 크기가 140㎚(나노미터, 1㎚는 10억분의 1m)수준의 작은 입자다. 회사에 따르면 이 입자는 기존 간동맥 색전술용 약물 방출 의료기기(c-TACE 또는 DEB-TACE)보다 작다. 국소부위에서 지속적으로 약물을 방출해 색전술의 효과를 높일 수 있는 것으로 분석되고 있다. 그는 이어 “환자의 상태에 따라 다르지만, 보통 색전술은 1년에 3~4번 받아야 한다”며 “동물 실험 등의 결과를 볼 때 우리 약물을 쓰면 1~2번으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

‘나노입자+초음파’ 경쟁사는 ‘美 소노테라’뿐

아이엠지티에 따르면 초음파천공법과 나노입자를 융합한 약물개발 시도를 하는 기업은 국내에는 없다. 다만 미국 바이오벤처 소노테라가 나노입자의 일종인 미세기포(microbubble)에 유전자 치료제를 탑재한 다음, 초음파천공법을 이용해 막을 열어 약물 전달 효율을 높이는 기술을 연구하고 있는 것으로 확인됐다. 소노테라는 지난달 미국 존슨앤존슨(J&J), 버텍스 파마슈티컬즈, 일라이릴리 등 굴지의 글로벌 제약사로부터 6075만 달러의 시리즈A 투자금을 유치해 주목을 받았다.

이 밖에도 파킨슨병이나 뼈전이 암 등의 사용 가능한 집속 초음파 의료기기의 허가를 받은 이스라엘 ‘인사이텍’(Insightec)이나, 리포좀을 활용한 열절제술을 시도하는 미국 ‘이뮤몬’(IMUMON, 옛 Celsion) 등이 있다.

이 대표는 “우리보다 앞선 회사가 집속 초음파나 나노입자 관련 개별 기술을 치료에 활용해 왔다”며 “하지만 나노입자와 초음파를 연계한 치료 개념을 가진 곳은 미국 소노테라와 우리뿐인 것으로 파악하고 있다”고 말했다. 이어 “항암제 전달에 특화된 초음파천공법에 집중하면서, 소노테라처럼 유전자 전달에 활용할 수 있는 기술의 개발도 병행해 나갈 예정이다”고 말했다.