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[이데일리 송영두 기자] 최근 들어 단백질 타겟 치료제가 주목받고 있다. 단백질 타겟 치료제는 PPI(단백질 간 상호작용), RNA(리보핵산), PROTACs(프로탁)들이 있다. 이들 치료제는 기존 치료제의 기술적 한계를 뛰어넘어 암과 뇌 질환, 만성질환 등 시장성이 높은 질병에 적용 가능할 것으로 기대된다.

단백질을 분해 기술 ‘프로탁’

이 중에서도 프로탁은 차세대 표적항암제 플랫폼 기술로 부상하고 있다. 생명과학정책연구센터에 따르면 프로탁은 문제가 있는 단백질이 프로탁과 결합하면 유비퀴틴 연결(E3 ligase) 효소에 의해 문제 단백질이 분해 가능 상태가 되고 프로테아좀(단백질 분해 효소)이 이상 단백질을 분해하는 메커니즘을 보유하고 있다.

표적항암제는 암세포의 신호에 따라 암세포에 나타나는 특정 단백질과 유전자를 표적하는 방식의 치료제다. 반면 특정 유전자 변이 환자에게만 효과가 나타나고, 반복투여에 따른 내성 문제가 발생해, 개발 및 전이 가능성이 높아 새로운 치료제 개발 필요성이 대두됐다.

KDB미래전략연구소 산업기술리서치센터 리포트는 프로탁의 작동원리와 단백질 분해능력 등의 특성이 기존 표적항암제와 차별화된다고 강조했다. 세포 내에는 문제 단백질을 분해하는 시스템이 존재하며, 프로탁은 암세포 내에서 단백질을 분해하는 시스템이 우리가 원하는 단백질을 분해하도록 유도한다. 프로탁은 목적 단백질에 결합하는 부분과 유비퀴틴 연결 효소에 결합하는 부분을 연결하는 링커로 구성돼 있고, 두 부분에 프로탁이 결합하면 프로테아좀에 의해 분해된다.

프로탁 기술로 치료제를 개발 중인 해외 기업들은 아비나스(Arvinas), C4 테라퓨틱스, 누릭스(Nurix), 클루젠(Cullgen) 등이다. 국내에서는 이제 시작 단계를 밟고 있는데, 유빅스테라퓨틱스와 핀테라퓨틱스 등 벤처 기업들이 후보물질을 개발 중이다. 최근에는 대형 제약사들도 관심을 보이고 있는데, 유한양행(000100)과 JW중외제약(001060), 휴온스(243070) 등이 프로탁 기반 치료제 개발에 나서고 있다.

(자료=KDB미래전략연구소 산업기술리서치센터)

단백질 공략 新기술 ‘PPI-RNA’

PPI와 RNA 기술은 새로운 접근 방법을 통해 기존 치료제가 공략하지 못했던 단백질을 타겟한다. 리포트에 따르면 PPI는 구조 및 특성에 자유로운 단백질을 타겟한다. 구체적으로는 평평한 결합면, 적은 소수성 아미노산, 결합시 구조가 변하는 특성 등 기존 기술로 차단하기 어려운 단백질 간 결합을 차단한다. RNA는 리보핵산이라 불리며 DNA(디옥시리보핵산)와 함께 대표적인 유전물질이다. 기본적으로 문제 단백질의 생성을 억제하며, 특정한 RNA가 이상 단백질을 생산하는 mRNA와 결합하거나 mRNA 일부를 분해하는 기능을 활용한다.

PPI, RNA 기술은 치료제로 승인된 사례가 있고 관련 보조 기술이 프로탁에 비해 앞서있다. PPI는 Co-IP, HCS, FRET 등 다양한 단백질 분석 기술이 개발됐고, RNA는 염기서열 파악시 후보물질 발굴이 쉬워 최근 많은 RNA 전달 기술이 개발되고 있다. 다만 PPI는 개발 난이도가 높아 실패 사례가 많고, RNA 치료제는 간에 집중되는 특성으로 인해 간과 관련 없는 질병에 대한 치료제 개발에 어려움이 있다.

RNA 치료제의 경우 국내에서는 에스티팜(237690)이 최근 RNA 기술 기반 신약개발 전문 기업 레바티오 테라퓨틱스를 설립했고, 바이오니아(064550)는 RNA를 활용한 섬유화증 치료제를 개발 중이다. 올리패스(244460)도 RNA 치료제 설계기술에 대해 특허를 보유하고 있고, 관련 치료제를 개발하고 있다. PPI 기반 치료제는 바이오벤처 CK바이오텍과 젠센 등이 개발 중이다.

고대경 KDB미래전략연구소 산업기술리서치센터 선임연구원은 “PPI, RNA, 프로탁 기술은 기존 기술과 차별화된 특성이 있어 단일 치료제로 사용되거나 다른 치료제와 함께 병용 치료제로 사용될 가능성이 높다”며 “신기술들은 치료제 발굴이 어려웠던(undruggable) 단백질을 공략하거나, 만성질환 치료에 효과가 높을것으로 기대된다. 질병은 다양한 단백질의 복합적 상호 작용으로 발생하는 경우가 많아 하나의 단백질을 타겟하는것 보다 여러 단백질을 타겟할 때 치료 효과가 높다”고 말했다.