김정범
바이오메디컬공학과 교수

교원창업을 통해 지난 2017년 ㈜슈파인세라퓨틱스가 출발을 알렸습니다. 간단한 회사소개 부탁드릴게요.

A. __ 세계최초(First-in-class) 척수손상 치료제 개발을 목표로 설립된 벤처기업입니다. 척수손상 치료제, 동물의약품, 환자맞춤형 줄기세포치료제, 장기조직 유사체인 조직 어셈블로이드 플랫폼 원천기술을 기반으로 크게 4개의 파이프라인을 보유하고 있으며, 현재 생체유래물질 기반의 하이드로젤 척수손상 치료제를 중점적으로 개발하고 있습니다.

척수손상 치료제에 주목하신 이유가 궁금합니다.

A. __㈜슈파인세라퓨틱스는 ‘생명존중과 삶의 회복’이라는 창업모토를 가지고 생명윤리를 바탕으로 난치병 환자들의 더 나은 삶으로의 복귀를 위한 혁신적인 치료법 개발하는 연구 중심 벤처기업입니다. 우선 치료제 또는 치료법이 있는 질병은 연구 주제에서 배제하고 있습니다. 시간적으로나 물리적으로 소규모 바이오 벤처기업이 뛰어들어서 성과를 보기 힘든 구조이기도 하고, 치료제가 없어 고통받는 난치병 환자의 생명존중이라는 회사 창업정신과도 배제되기 때문입니다. 치료제가 없으면서도 환자 발생률이 높은 척수손상 치료제는 이러한 부분이 모두 충족되는 주제였습니다.

개발은 어떤 과정으로 이뤄졌나요?

A. __ 개인적으로는 2000년 연세대학교 의과대학암연구소에서 암줄기세포 연구를 시작으로, 독일 막스플랑크 연구소에서 박사학위를 하는 동안 선천적, 후천적 질병 치료에 사용되어 질 수 있는 환자 맞춤형 줄기세포를 제작하는 연구를 해왔습니다. 당시에는 환자 피부세포로부터 유도만능줄기세포(Induced Pluripotent Stem Cells, Ipsc)를 역분화(Reprogramming)하는 기술을 개발했었는데 이 방식은 발암가능성이라는 위험요인을 문제점으로 갖고 있었어요. 이후 2010년부터는 Unist에서 기존 역분화 방법의 문제점을 해결한 새로운 환자 맞춤형 줄기세포 제작기법인 직접교차분화방법(Direct Conversion)을 개발했고, 임상 적용 가능한 안전한 줄기세포 제작기법을 개발하는데 이르렀습니다. 척수손상 치료연구 중 손상된 조직을 대체할 수 있는 인공척수조직을 개발해보자는 데에서부터 출발했어요. 먼저 직접교차분화방식으로 척수세포를 분화시켰고, 피부세포에서 척수를 이루는 4가지 세포를 모두 만들 수 있게 되었습니다.
이 세포들을 뭉쳐서 다시 구조체로 만들면 작은 척수 조직이 되는 것이죠. 다만 세포들끼리는 서로 뭉쳐지지 않기때문에 하이드로젤이라는 생체고분자를 주입해야 합니다. 각 척수 구성 세포의 생존과 성장에 적합한 생체 고분자를 선별하고 제형화 하여 척수세포 맞춤 하이드로젤을 개발했어요. 그렇게 만들어진 하이드로젤과 직접교차분화 척수세포로 만들어진 조직을 동물에 이식해 본결과 세포를 뭉치기 위하여 개발한 생체 고분자 하이드로젤이 척수손상 동물모델에서 세포 없이도 치료 효과가 좋다는 것을 다수의 반복 실험을 통하여 확인할 수 있었어요. 그렇게 만들어진 하이드로젤 결과물이 척수손상치료제이죠.

생체 고분자 하이드로젤이 줄기세포 치료제인셈인데, 어떤 원리로 치료가 가능해지는 건가요?

A. __ 기존 병원에서 하는 척수손상 치료는 신경을 압박하는 부서진 뼈를 제거하고 척추를 고정하는 정도가 최선이었습니다. 척수가 손상되면 몸속의 면역세포들이 손상된 부위를 치료하기 위해 모이고, 면역세포가 상처를 치료한 자리에는 일종의 구멍이 생겨나는데 이 부위에 신경흉터세포가 채워지면서 신경이 연결될 수 없도록 굳어버리기 때문입니다. 예를 들면 척수는 뇌에서 전달된 신호를 각 신체 부위로 전달하는 유도체인데 전선 중간에 비전도체가 가로막아 전기 흐름을 차단하게 되는 원리이죠. 그래서 신경흉터세포가 상처부위를 채우기 전에 하이드로젤을 구멍 내로 삽입하여 신경흉터세포가 구멍을 채우는 것을 막고, 하이드로겔 생분해 되면서 하이드로젤 성분이 신경세포의 재생을 유도하여 끊어졌던 신경이 자연스럽게 연결되는 방식으로 치료 효과를 만들어내는 것입니다.

현재 어느 단계까지 개발이 진행된 상태인가요?

A. __ 저희가 개발한 치료제를 구성하고 있는 각각의 고분자들은 FDA 승인을 받아 다른 질병치료제에 사용되고 있습니다. 이미 독성이 없는 안전한 물질임이증명된 것이죠. 아직 임상 1상을 진행하진 않았지만, FDA 승인에 청신호가 켜져있는 상황이라고 생각하고 있습니다. 이러한 안전성을기반으로 먼저 척수손상으로 뒷다리가 마비된 실험용쥐에 적용해 운동신경과 감각 능력이 되살아나는 결과를 확인했습니다.
다음으로는 중동물 임상테스트를 수행중입니다. 디스크 등의 질환으로 뒷다리가 마비된 개를대상으로 치료제를 투여한 결과 2주만에 정상에 가까운 운동신경을 되찾을 수 있었습니다. 독성시험을 통해 생체내 무독성검증을 완료했고, 치료제구성물질의 특허 침해분석도 완료해문제가 없음을 확인했습니다. 지금은 임상 1상실험에 필요한 하이드로젤 대량 생산을 위해 GMP 생산시설을 계획하는 단계에 있습니다.

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개발하는 과정에서 어려움도 많았을 것같아요. 어떤 부분이 가장 힘드셨나요?

A. __ 아직 세상에 없는 기술인만큼 개발하는 모든 과정이 다 힘들다고 할 수 있겠죠. 하이드로젤 하나부터 치료제를 주입할 때 사용하는 의료장비까지 다 직접 만들어가야 하니까요. 지금까지 치료제나 치료법이 없다는 것은 수많은 시도와 개발이 대부분 실패했다는 것인데, 그 불확실한 희망을 근거로 엄청난 물리적 투자가 필요하다는 점에서 어려움이 많았습니다. 하지만 뜻이 있는 곳에 길이 있다는 말처럼 뜻밖의 곳에서 실마리가 풀렸어요. 척수 손상치료제의 치료 효과를 소동물 척수손상동물에서 확인 후, 중동물 척수손상동물실험(일반적으로 돼지 또는 개에서 치료 효과 검증)을 진행해야 하는데, 투자 유치를 진행하던 중 동물모델이 아닌 실제 척수손상을 받아 치료를 위해 동물병원에 내원한 개를 대상으로 저희 치료제의 치료 효과를 검증 할 수 있는 기회가 제공된 것이죠. 급하게 동물윤리위원회의 승인을 받아 실제 개 동물환자에 우리 치료제를 사용할 수 있었습니다. 실제 치료 후 동물병원에서 효과가 좋다는 답과 데이터를 받을 수 있었고, 이 계기를 통해서 우리 치료제의 가능성을 더욱 확신하게 되었습니다.

어려운 길을 가고 있지만 포기하지 않고 달려갈 수 있는 ㈜슈파인세라퓨틱스만의원동력은 무엇인가요?

A. __ ㈜슈파인세라퓨틱스에 소속된 직원들은 모두 저와 8년 이상을 동고동락한 연구원들입니다. 특히 석박사 통합과정으로 시작하여 학위 기간 세포 치료제 제작기술과 척수손상치료제 제작기술을 개발하고, 치료 효과를 검증해왔고, 이런 실험실 기술을 바탕으로 사업화하는 과정까지 참여하여 박사과정 졸업 후에도 바로 슈파인세라퓨틱스의 한 식구가 되어준 2명의 연구팀장이 슈파인세라퓨틱스의 대내외 경쟁력이라고 자신 있게말할 수 있습니다. 이러한 전문 인력들과 함께 현재 치료제가 없거나 장기이식만이 유일한 치료방법인 난치병의 새로운 해법으로 환자 맞춤형 세포치료제 또는 조직치료제를 개발하여 인류의 삶에 공헌하는 과학기술을 이루어 나가는 것이 공동의 목표이고 그것이 우리의 원동력이 되어주고 있습니다.

끝으로 ㈜슈파인세라퓨틱스가 앞으로 나아가고자 하는 방향에 대해 말씀부탁드립니다.

A. __ 문학 시간에 배워 지금도 외우고 있고 기억에 남는 구절이 세종대왕이 훈민정음 창제의 이유 중의 한 부분인 “사람들이 한글을 사용하여 나날이 편하게 잘 살았으면 좋겠다”라는 표현입니다. 지금 생각해 보면 그때부터 지금까지 세상을 바꾸는 기술을 개발하고 싶어 했던 것 같습니다. 아직 세상에 없는 치료법을 개발하고, 그 치료법이 없어 고통 받는 환자의 생명윤리를 지켜내고 그 가족의 삶을 정상으로 되돌려놓을 수 있도록 치료법을 개발하는 것이 ㈜슈파인세라뷰틱스의 지향점입니다. 더불어 교수이자 한 기업의 대표로서 일련의 과정에서 저를 믿고, 자신들의 젊은 한때를 좁은 실험실 공간에서 보낸 우리 연구원들이 더 나은 삶의 질을 유지할 수 있도록 지원해 줄 수 있는 기업으로 성장시키는 것이 저의 의무라고 생각합니다.