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[이데일리 송영두 기자] 미국 식품의약국(FDA)이 신약개발을 위한 동물실험 단계적 폐지를 공식화하면서 국내 신약개발 기업들이 대체 기술을 적용하기 시작했다 . 국내 기업 중에서는 신라젠이 최초로 항암제 개발에 동물실험 대신 오가노이드를 활용하기로 했다.

21일 이데일리 취재 결과 신라젠(215600)이 핵심 파이프라인인 BAL0891 임상 개발을 위해 오가노이드 연구를 진행한 것으로 확인했다. BAL0891은 항암(진행성 고형암) 신약 후보물질로 면역관문억제제 병용 요법 개발을 추진 중이다.

신라젠은 BAL0891 연구에 동물실험 대신 오가노이드를 적용하기 위해 미국 큐리에이터와 손을 잡았다. 회사 측에 따르면 큐리에이터와 공동연구를 통해 BAL0891과 면역관문억제제를 병용한 치료에서 시너지가 있음을 3D 종영 면역 미세환경 오가노이드 모델을 통해 검증했다. 해당 연구 결과는 오는 25일 개최되는 미국암연구학회(AACR2025)에서 발표될 예정인데, FDA의 동물실험 폐지 발표와 맞물려 업계에서 큰 관심을 받고 있다. 특히 신약개발에 오가노이드를 활용한 데이터를 발표하는 사례는 신라젠이 세계 최초인 것으로 알려졌다.

동물실험 폐지에 대한 기대감과 핵심 파이프라인 BAL0891의 미국 식품의약국(FDA) 임상 승인, 원물질 개발사로부터 모든 특허 및 권리를 확보했다는 소식에 신라젠 주가는 강세를 보이고 있다. 신라젠 주가는 동물실험 폐지가 발표된 10일부터 22일까지 9거래일 연속 상승세를 보였고, 9일 1887원이던 주가는 22일 3170원으로 68% 급등했다.

신라젠 연구원이 연구를 하고 있다.(사진=신라젠)

신라젠, 국내 최초 오가노이드 연구...왜?

신라젠은 BAL0891과 면역관문억제제 병용요법 관련 최적 용량 및 투약 순서를 더욱 정밀하게 결정하기 위한 약동약력학(PK-PD) 모델링 연구를 진행 중이다. 오가노이드 기반 약동약력학 모델링 접근법은 임상 단계 설정 전략을 뒷받침할 수 있는 과학적 근거를 제공할 것으로 기대된다.

이는 국내에서는 최초 시도이며, 국제적으로 주목받을 수 있는 선도적 연구 사례가 될 것이라는 게 업계 평가다. 국내 기업으로는 JW중외제약이 지난해 오가노이드사이언스와 ‘오가노이드 기반 신약개발 플랫폼 구축 및 공동연구’ 계약을 체결한 바 있는데, 오가노이드를 활용한 연구 결과를 발표한 바는 없다.

신라젠 측은 오가노이드 적용을 위해 지난해부터 준비를 해왔다. 회사 관계자는 “동물실험 폐지와 관련해 빠르면 지난해, 늦어도 올해는 FDA가 발표할 것으로 예측했다. FDA뿐만 아니라 EU에서도 동물실험 폐지를 사실상 확정할 것으로 예상해 지난해부터 관련 준비를 진행했다”고 말했다.

실제로 신라젠은 임상 파트에 글로벌 제약사인 노바티스, 일라이 릴리에 몸담았던 인력들을 영입해 글로벌 신약개발 트렌드를 접목했고, 오가노이드 분야에서 시너지를 낼 수 있는 기업과 협업하기 위해 다양한 기업을 물색한 것으로 전해진다. 이를 통해 지난해 6월 미국 캘리포니아 샌디에이고에 본사를 둔 큐리에이터와 공동연구 계약을 체결했다.

큐리에이터는 자체 개발한 인체조직칩 플랫폼을 이용해 3D 질병 모델 연구 분야를 선도하고 있는 것으로 평가받고 있다. 인체조직칩이란 미니 장기로 불리는 오가노이드에 혈관 구조까지 추가해 실제 조직처럼 미세 환경을 구현한 기술이다. 동물실험 대비 인체를 정확하고 빠르게 대규모로 모사해 임상시험 성공률을 높여주는 것이 특징이다.

일각에서 제기되고 있는 오가노이드 활용 데이터에 대한 불확실성에 대해서는 신라젠 측은 오히려 더 정확한 데이터 도출이 가능하기 때문에 오가노이드 연구를 진행한 것이라고 설명했다.

이는 핵심 파이프라인인 BAL0891 오가노이드 연구로, 정교한 데이터 확보 및 임상시험 성공률을 높이기 위한 전략으로 풀이된다. 특히 이번 오가노이드 연구로 BAL0891 임상 성공 가능성을 더욱 확인한 것으로 알려졌다. 실제로 2022년 스위스 바실리아로부터 총 3억3500만 달러(계약금 1400만 달러, 마일스톤 3억2100만 달러) 규모로 BAL0891을 도입했고, 올해 4월 21일에는 BAL0891 원물질 개발사인 네덜란드 크로스파이어로부터 200만 스위스프랑(약 35억원)을 지급하고 모든 특허와 권리를 확보했다.

신라젠 관계자는 “오가노이드 연구를 선택한 이유는 크게 동물실험 폐지라는 글로벌 기류에 선제적으로 대응하기 위한 것과 데이터 정확도 때문”이라며 “큐리에이터는 일반 오가노이드가 아닌 3D 오가노이드 모델로, 바이오 생명공학 기술과 기계공학 기술까지 결합해 기술을 진보시켰다. 그동안 쥐(마우스)나 영장류 실험을 했을 때 완전관해 등이 나오지만, 임상시험에서는 동물실험에서 나타나지 않았던 독성 등 고질적인 데이터 불일치를 극복할 수 있는 기술이 3D 오가노이드 모델”이라고 말했다.

또 다른 핵심 파이프라인 SJ600에도 오가노이드 활용

신라젠은 BAL0891과 면역관문억제제 병용요법 연구 외에도 다양한 적응증에 오가노이드 연구를 활용할 계획이다. 현재 신라젠은 큐리에이터와 BAL0891과 anti-PD-1 항체 시너지 효과를 3D TIME 모델로 평가하는 연구를 진행중이다. 이 외 환자 유래 세포를 사용해 삼중음성유방암(TNBC), 신세포암(RCC), 위암(GC), 대장암(CRC) 등 BAL0891의 다양한 효능을 평가할 계획이다. BAL0981은 현재 진행성 고형암을 적응증으로 미국과 한국 임상 1상을 진행 중이다. 최근에는 고형암 외 급성골수성백혈병(AML) 임상을 FDA로부터 승인받았다.

BAL0891 외 또 다른 핵심 파이프라인인 SJ-600에도 큐리에이터 3D 오가노이드 연구를 진행할 계획인 것으로 확인됐다. SJ-600시리즈는 차세대 항암 바이러스 플랫폼으로, 기존 항암 바이러스와 다르게 중화반응을 회피해 반복 투여가 가능하다. 보체조절단백질 ‘CD55’를 바이러스 표면에 발현함으로써 정맥 투여가 용이한 항암 플랫폼 기술이다. 현재 신라젠과 이동섭 서울의과대학 교수 연구팀이 공동으로 연구개발 중이다.

신라젠 관계자는 “FDA 발표는 이달에 이뤄졌지만 동물실험에 대한 FDA의 부정적인 시각과 이에 대체할 수 오가노이드 활용 연구는 이미 글로벌 시장에서는 관심이 많았다”며 “신라젠은 기업 체질 개선 과정에서 글로벌 경력을 갖춘 R&D 인사들을 적극적으로 영입해 왔기 때문에 글로벌 변화에 선제적으로 대응해왔다. BAL0891은 물론 SJ-600 시리즈도 오가노이드 연구를 활용할 계획”이라고 말했다.