연세대학교 산학연협력단지사업단

10일 코엑스서 빅웨이브 상반기 지원 대상 10개 기업 사업 계획 발표회 개최
구조기반(SBDD) 플랫폼 활용 신약 개발 기업 '바오밥에이바이오' 발표 참여
"초저온-전자현미경(Cryo-EM) 이용해 신약 개발하는 국내 유일 바이오 기업"

이인상 바오밥에이바이오 대표가 10일 코엑스에서 열린 빅웨이브 선정 상반기 10개 기업 투자 유치 행사에서 기업 소개 발표를 진행하고 있다./사진=김지원 기자

[시사저널e=김지원 기자]바이오 기업 5곳을 포함한 10개 스타트업이 모여 사업 계획 발표회를 열었다. 이날 단백질 구조에 주목해 신약을 개발 중인 바오밥에이바이오도 발표에 나섰다. 

'빅웨이브(BiiG WAVE)'가 10일 서울 코엑스에서 2차 투자유치 사업 계획 발표회를 개최했다. 빅웨이브는 인천광역시와 인천창조경제혁신센터가 운영하는 플랫폼이다. 대규모 펀드를 토대로 전국의 유망 스타트업을 발굴·육성하고, 투자까지 진행하고 있다.

이 자리에서는 빅웨이브의 올해 상반기 지원 대상에 선정된 10개 스타트업의 발표가 진행됐다. 구조기반(SBDD) 플랫폼을 활용한 신약 연구개발 기업인 바오밥에이바이오도 발표에 참여했다.

이날 발표에서 이인상 바오밥에이바이오 대표는 “바오밥에이바이오는 초저온-전자현미경(Cryo-EM·크라이오 이엠)을 기반으로 구조 기반 신약 개발을 하는 차별화된 회사”라며 “구조 기반으로 신약을 개발 중인 기업은 많지만, 단백질 구조를 밝히는 특수한 장비인 크라이오 이엠을 보유하고, 이를 신약 개발 전용으로 사용하는 회사는 국내 바이오텍 중 바오밥에이바이오가 유일하다”고 소개했다.

그는 크라이오 이엠에 대해 “전자에 의해 단백질이 깨지기 때문에 전자현미경으로는 단백질 구조를 풀수 없다”며 “초저온 상태로 이 단백질 구조를 풀 수 있는 새로운 기술이 바로 크라이오 이엠”이라고 설명했다.

크라이오 이엠 기술은 단백질 등의 생체 물질을 초저온으로 급속히 얼려 본연의 상태를 유지하면서 전자빔을 이용해 고해상도로 입체구조를 분석하는 기술이다. 생명의 기본 단위인 단백질의 구조를 아는 것은 질환의 원인과 해결책을 찾는 데 필요한데, 이 단백질 구조 분석에 새로운 장을 연 것으로 평가된다. 

이전까지 단백질 입체구조 분석에는 엑스선결정학이나 핵자기공명법이 사용됐다. 엑스선결정학은 단백질을 결정화해 구조를 규명하는 방법이다. 핵자기공명법은 용액에 녹아있는 작은 사이즈 단백질의 구조를 밝히는 방식이다.

그러나 이들 기술은 단백질을 결정화해야 하고 고농도의 단백질을 사용해야 하는 등의 제약이 있었다. 이런 문제점으로 인해 생명 조절에 핵심적인 역할을 하는 거대 단백질 복합체나 막단백질들의 입체구조들은 대부분 밝히기 어려운 상태였다. 이를 크라이오 이엠 기술이 해결한 것이다.

크라이오 이엠을 통해 그동안 기술적 한계로 알지 못했던 생명체의 구성 물질에 대한 상세한 이미지를 고해상도로 영상화하는 것이 가능해졌다. 결정을 만들지 않고 소량의 샘플만으로 막단백질과 거대 단백질 복합체의 고해상도 입체구조를 규명할 수 있게 된 것이다.

세포막에 존재하면서 물질 수송이나 외부 신호감지 등 중요한 생리기능을 담당하는 막단백질은 다양한 질병과 연관성이 있어 신약개발 주요 타깃의 50% 이상을 차지한다. 그동안 막단백질 생산 및 결정화가 매우 어려워 대부분 구조가 밝혀지지 않았지만, 크라이오 이엠 기술이 이러한 문제점을 극복하는 돌파구가 될 수 있을 것이라는 게 전문가들의 기대다. 

‘해상도 혁명’인 크라이오 이엠 기술을 개발한 자크 두보쉐, 요아킴 프랭크, 리처드 헨더슨은 그 공로를 인정받아 2017년 노벨화학상을 수상했으며, 해당 기술을 상업화한 것이 크라이오 이엠 장비다. 미국, 유럽, 일본 중국 등은 이미 크라이오 이엠 연구 환경 투자를 통해 성과를 창출하고 있다. 

실제 크라이오 이엠 기술을 통해 지카 바이러스의 입체 구조를 밝힘으로써 관련 백신 개발이 가능했다. 지카 바이러스는 태아소두증을 일으킨다. 국내에서도 중요성이 알려지기 시작했다. 한국생명공학연구원 국가생명공학정책 연구센터는 '2020 10대 바이오 미래유망기술' 중 하나로 크라이오 이엠을 꼽기도 했다. 

이 대표는 “화이자, 머크, 일라이릴리 등 글로벌 제약사는 모두 크라이오 이엠을 내재화해 사용 중이지만, 국내의 경우 대학교 등 기관에서 구조 연구를 하는 데 사용되는 단계”라며 “바오밥에이바이오는 국내 최초로 신약 개발 전용 크라이오 이엠 사용을 하는 기업”이라고 강조했다.

바오밥에이바이오는 크라이오 이엠으로 구조연구와 이를 통한 신약 개발을 진행 중이다. 이 대표는“세계 최초로 파킨슨병 타깃 단백질인 ‘TMEM175’의 구조를 풀었다”며 단백질 구조의 중요성과 이를 통한 신약 개발의 필요성을 강조했다.

파킨슨병 타깃 단백질은 ‘TMEM175’다. 이 단백질은 일반적인 유형뿐 아니라 다양한 돌연변이 타입을 지닌 것으로 알려져 있다. 같은 이름이라도 인체 내 단백질은 산도나 환경 등에 따라 하나의 모양이 아닌 다양한 타입을 보이는데, 현재까지 이뤄진 연구에 따르면 파킨슨병 유발과 치료에 중요한 단백질은 TMEM175의 돌연변이 타입이다.

바오밥에이바이오는 크라이오 이엠을 통해 TMEM175 단백질의 다양한 타입을 확보했다. 일반적인 유형(와일드 타입)부터 돌연변이(뮤턴트 타입)까지 총 15종 이상의 유형별 단백질 구조를 보유했다는 설명이다. 바오밥에이바이오 관계자는 “해당 구조를 세계 최초로 가지고 있다”고 말했다.

이를 바탕으로 퇴행성뇌질한 치료제 파이프라인 BAB-301를 갖췄다. 단백질 구조를 통한 신약 개발의 필요성과 더불어 캐드(CADD) 기술도 강조했다. 이 대표는 “신약 개발에는 또 컴퓨터 기술이 필요하다”며 “과거에는 세포 레벨에서 봤다면, 캐드와 AI 기술을 통해 리드 화합물 확보 및 최적화가 가능하다”고 했다.

캐드와 AI 기술 플랫폼을 통해 개발 중인 바오밥에이바이오의 표적항암제 파이프라인은 BAB-104다. 테드 저해제(TEAD Inhibitor)로, 오는 2025년 초 임상 1상에 들어갈 계획이다. 이 대표는 “BAB-104 후보물질을 발굴할 때, 캐드 플랫폼을 활용해서 유효물질부터 후보물질 발굴까지 2년여가 소요됐다”며 “캐드 기술 활용을 통해 보통 4~5년 걸리는 시간을 절반으로 단축한 것”이라고 강조했다.

BAB-104 후보물질의 차별성 등을 토대로 시리즈 B를 진행했으며, 현재 100억 원을 확보한 상태다. 이 대표는 “현재 여러 VA와 접촉 중이며, 국내외 바이오제약사와 기술이전을 논의 중”이라며 “오는 2025년 1월에 임상 1상을 시작할 계획”이라고 말했다.

이 대표에 따르면 LG화학, 삼성바이오 에피스 등의 국내 기업도 크라이오 이엠 기술의 중요성을 인지하고 바오밥에이바이오와 구조 연구를 함께하고 있다.

그는 마지막으로 “바오밥에이바이오는 크라이오 이엠 캐드 플랫폼을 사용해 혁신적인 치료제를 찾는 회사”라고 강조했다. 회사명 ‘바오밥’은 생명의 나무로 알려진 바오밥 나무에서 따왔다. 생명을 위한 신약 개발 기업이 되겠다는 포부다.

한편 이날 행사에는 빅웨이브 지원 대상에 선정된 10개의 스타트업을 비롯한 업계 관계자 250명이 참석했다. 참여사 중 바이오 기업은 ▲바오밥에이바이오 ▲브이에스팜텍(방사선 치료 효과 증진제) ▲아스트로젠(난치성 신경 질환 신약 개발 및 판매) ▲에이블랩스(바이오 실험 자동화 로봇) ▲인엑소플랫(엑소좀 기반의 면역항암제) 등 5곳이다.