한국경제 ［스타트업］ 엠디헬스케어 "미생물 EV 로 '포스트 항체' 시장 이끌 것" 입력 2023-04-11 09:37 수정 2023-04-11 09:37 지난해 말 스위스 제약사 페링이 세계 첫 마이크로바이옴 치료제 시판 허가를 받으면서 미생물을 활용한 의약품 분야에 새로운 전환점이 마련됐다. 그동안 '가능성'으로만 인식되던 미생물 의약품이 '상업화 가능한 제품'으로 바뀌었기 때문이다. 엠디헬스케어는 장 속 미생물이 분비하는 세포외소포(EV)를 활용해 신약을 개발하고 있다. 김윤근 엠디헬스케어 대표를 통해 EV 활용 치료제의 강점과 상업화 계획 등에 대해 들어봤다. '미생물 EV 의학의 선구자'. 김윤근 대표＜사진＞를 수식하는 말이다. 그는 미생물 EV 의학분야에서 다양한 세계 첫 연구 기록을 갖고 있다. 이런 역량을 모아 창업한 엠디헬스케어는 기술 경쟁력이 높은 선도기업으로 꼽힌다. 지난해 9월 기준 엠디헬스케어가 보유한 특허자산의 가치는 925억4000만 원이다.  의료·제약· 바이오 분야 특허를 보유한 비상장사 751 곳 중 특허 기술 경쟁력 2위로 평가받았다. 김 대표는 "미생물이 분비하는 EV는 세포 간 커뮤니케이션을 위한 핵심 메신저"라며 "이를 활용해 자폐증 치료를 위한 신약부터 개발하겠다"고 했다. '그람양성균 EV 분비’ 세계 첫 입증 서울대 의대를 졸업한 김 대표는 임상현장 경험과 기초과학 등을 모두 경험한 '의사과학자'다. 서울대병원 알레르기내과 교수로 근무하다가 2006년 포항공대(포스텍)교수로 자리를 옮겼다. 알레르기 환자를 보면서 인체 면역시스템 관련 연구에 집중해야겠다고 판단했기 때문이다. 그는 "임상 현장에서 알레르기, 아토피피부염, 천식 등의 환자를 진료하다 보니 책에 나온 것과 차이가 있었다"며 "질환이 왜 생기는지 연구하기 위해 포항공대로 자리를 옮겼고 미생물 EX/라는 새로운 장르를 열었다"고 말했다. 최근엔 의사과학자가 업계 화두로 자리 잡았지만 김 대표가 포항공대를 선택했을 땐 이런 인식조차 크지 않을 때다. 그는 병원이 성장하기 위해선 '장례식장' 등으로만 돈을 버는 구조에서 벗어 나야 한다고 판단했다. 포항공대 생명공학연구센터장을 지낸 뒤 그동안 연구해온 기술을 토대로 명도메디칼을 창업한 게 2014년이다. 이후 사명을 엠디헬스케어로 바꿨다. 그는 "자연이 돌아가는 원리를 기반 삼아 의료 제품을 개발해야 한다고 생각했다"며 "그게 바로 사이언스"라고 했다. 김 대표가 연구를 집중해 온 기술은 미생물 EV다. 마이크로바이옴 등 미생물이 분비하는 나노파티클인 EV를 활용한다. 미생물 EV는 세포의 1000분의 1 정도 크기 입자다. 미생물 세포가 사멸하거나 증식할 때 내보내는 메신저다. 흔히 EV라고 하면 엑소좀을 떠올린다. 사람세포 등 유핵세포가 내보내는 EV 중 하나다. 엠디헬스케어는 미생물 등 원핵세포가 내보내는 EV에 초점을 맞췄다. 증식할 때 내보내는 엑토좀, 죽을 때 나오는 자사체 등이 다. 엑소좀으로 알려진 유핵세포 EV와 세균 등의 원핵세포 EV는 다니는 영역이 다르다. 김 대표는 "유헥세포 EV가 버스, 택시라면 원핵세포 EV는 비행기로 표현할 수 있을 정도로 이동 영역이 다르다"며 "엑소좀은 사람세포에서 나왔기 때문에 사람세포막과 막이 같지만 미생물 EV는 막 외에 벽이 있다"고 했다. 몸속에서 영향을 줄 수 있는 범위가 근본적으로 차이 난다는 의미 다. 유핵세포뿐 아니라 원핵세포도 EV를 내보낸다는 사실이 학계에 알려진 것은 1966년이다. 당시 확인된 것은 그람음성균이었다. 그람음성균은 내부세포질막과 외막 사이에 얇은 세포벽이 있는 구조다. 유핵세포처럼 겉면을 싼 막이 있기 때문에 상시 EV를 분비할 수 있는 것으로 인식됐다. 반면 그람양성균은 세포막 밖에 두꺼운 벽으로 쌓인 구조다. 이 때문에 EV 분비에 대해선 많은 연구가 이뤄지지 않았다. 김 대표는 포항공대에 근무하던 2009년 당시 연구진과 함께 그람양성균도 EV를 내보낸다는 것을 세계 최초로 입증했다. 아토피피부염과 연관이 있는 것으로 알려진 황색포도상구균(스타필로로커 스)이 대표적 인 그람양성균이 다. 아토피피부염 이 없는 아이들은 이 균의 분포가 1%도 되지 않지만 아토피피부염을 앓고 있는 아이들은 균총의 60%가 이 균으로 바뀐다. 김 대표가 그람양성균의 EV시스템을 분석해 특정 질환 치료 가능성을 열었다고 평가받는 이유다. 미토콘드리아.ER•퍼옥시좀 등 3곳 표적 미생물 EV는 엑소좀 등 유헥세포 …와는 다른 기전을 갖고 있다. 엑소좀은 세포막을 뚫고 들어가 세포질 등에만 영향을 주지만, 미생물 …는 세포 속 소기관, 내막계에 영향을 준다. 미토콘드리아, 소포체(ER), 퍼옥시좀, 리소좀 등에 들어갈 수 있다는 게 김 대표의 설명이다. 미생물 EV를 활용하면 세포가 에너지와 단백질을 만드는 근원 시스템에 영향을 줄 수 있다는 의미다. 엑소좀은 막 구조가 달라 이런 세포 내 소기관에는 들어가지 못한다. 김 대표는 "엑소좀은 세포질 안으로 들어가는 비율이 5% 정도밖에 되지 않는 데다, 세포 속 소화작용을 하는 리소좀과 만나 깨지기 쉽다"며 "이와 달리 미생물 EV는 안정성이 높아 먹는 제품으로도 개발할 수 있다"고 했다. 그는 "거꾸로 보면 엑소좀은 겉을 싸고 있는 막 시스템이 명확한 장점이 될 수 있다"며 "피부 면역세포 등에 들어가는 데에 좋기 때문에 이런 부분을 표적으로 삼는 게 좋다"고 했다. 김 대표가 미생물 EV 치료제를 개발해야겠다고 판단한 뒤 가장 먼저 한 것은 환자의 몸 속 EV를 분석하는 작업이었다. 특정한 표적을 찾은 뒤 연구를 시작하는 기존 의약품 개발 절차와는 다소 달랐다고 그는 설 명했다. 김 대표는 "베스트 인 클래스 제품을 고민한다면 표적을 정하고 여기에 적절한 물질을 찾는 방식으로 진행하겠지만 퍼스트 인 클래스는 질환군부터 분석하는 연구를 해야 한다때。특정 질환을 앓고 있는 환자들에게 어떤 부분이 부족한지부터 확인했다。고 했다. 마이크로바이옴 개념이 유행처럼 번진 게 2012년께다. 그즈음 김 대표는 자폐, 치매, 파킨슨, 우울증 환자 등의 혈액과 대소변 속 미생물 EV를 분석했다. 이를 통해 환자들에게 유독 부족한 미생물 EV가 무엇인지 등을 찾았다. 이후 환자들에게 부족해진 미생물 EV를 보강해주면 증상 개선으로 이어진다는 인과성을 입증했다. 초기 연구에서 성과를 냈던 질환군은 패혈증이다. 이후 아토피피부염, 천식, 만성폐쇄성폐질환(COPD), 폐암, 염증성 장질환(IBD), 당뇨 등으로 연구를 확대했다. 김 대표는 "환자에게서 부족한 미생물 EV를 확인한 뒤 동물모델을 만들어 이를 보충하는 방식으로 10여 년 간 질환과의 인과성을 입증하는 작업을 해왔다"며 "대개 치료제는 표적이 하나지만 엠디헬스케어는 세포 소기관인 미토콘드리아, ER, 퍼옥시좀 등 세 곳에 각각 영향을 주는 EV를 배양해 보충하는 치료제를 개발하고 있다"고 했다. “미생물 EV가 포스트 항체 될 것”최근엔 중추신경계(CNS) 질환 치료제 개발에 역량을 집중하고 있다. 자폐증과 알츠하이머 등이다. 황반변성 치료제도 개발하고 있다. 미충족 수요가 있는 분야에서 신약을 선보여야 한다고 판단했기 때문이다. 김 대표는 "장은 인체 전체로 보면 뿌리와 같고, 면역세포의 70% 정도가 장에 있다"며 "장 면역세포를 조절하게 되면 결국 질환을 조절할 수 있게 된다"고 했다. 미생물 EV를 활용한 자폐증 치료 제품은 의료용 기능성 식품(메디컬 푸드)과 의약품 등 두가지 형태로 개발할 계획이다. 올해 하반기 시작되는 자폐증 치료제 'MDH-014의 임상 1 상은 호주에서 진행한다. 내년 하반기 미국에서 2상에 진입해 2027년 의약품으로 출시하는 게 목표다. 글로벌 임상을 확대하면서 한국 임상도 함께 진행할 계획이다. 원내 폐렴, 리보헥산(RNA) 바이러스 감염증 치료제 등으로 개발하고 있는 'MDH-011'은 내년 임상 1상에 진입할 계획이다. 이들은 모두 동결건조 형태의 먹는 제품으로 개발된다. 미생물 EV는 몸속에 있던 물질이라 안전한 데다 소화과정에서 깨질 위험이 낮다고 김 대표는 설명했다. 미생물 EV 생산 표준화 작업도 마쳤다. 자체 기술력으로 미생물 EV 대량생산 시설도 구축해 지난해 장영실상을 받았다. 세계 의약품 시장을 이끌고 있는 모달리티는 '항체'다. 2028년께 항체치료제의 특허가 대거 만료되면 '포스트 항체'가 시장을 장악할 것이란 게 김 대표의 생각이다. 그는 미생물 EV를 유력한 후보군 중 하나로 꼽았다. 먹는 약으로 개발하기 쉬운 데다 생산비용 등도 낮출 수 있어서다. 그는 "국내 연구진이 과학적 기반부터 독자적으로 닦아온 유일한 기술"이라며 "미래 경쟁력 측면에서 기술 가치를 평가해야 한다"고 말했다. 글 이지현 기자/ 사진 최혁 기자 **이 기사는 바이오 전문 월간 매거진 <한경 BIO lnsight> 2023년 4월호에 실렸습니다.

김윤근 엠디헬스케어 대표 "몸속 마이크로바이옴 활용, 자폐·알츠하이머 신약 개발"