골관절염 치료제의 관건은 '디모드(Disease Modifying OestoArthritis Drugs, DMOAD)'에 달렸다해도 과언이 아니다. 디모드는 관절의 통증완화 및 기능 개선 효과뿐 아니라 구조적으로 질병 진행을 억제하는 치료제를 말한다.

쉽게 말해 손상된 연골을 재생하고 치료한다는 점에서 고통의 완화 수준에 머무르는 기존의 골관절염 치료제와 다른 선상에 있다.

현재 디모드로 허가 받은 약물은 전무한 상황. 디모드 획득 시 50조원에 달하는 전세계 골관절염 치료제 시장 선점은 물론 글로벌 블록버스터의 등극도 예상된다.

디모드 획득을 목표로 줄기세포를 활용한 골관절염 치료제를 개발하고 있는 강스템바이오텍 서광원 연구소장(수의학박사)과 이승희 연구부소장(의학박사)을 만나 퓨어스템 OA주의 가능성 및 개발 현황을 들었다.

▲'퓨어스템 OA'는 무엇인가?

Furestem(퓨어스템)은 full (완전한), recovery (치유)와 Stem Cell (줄기세포) 이라는 어원을 가지며, 난치병에 대한 현 치료제들의 한계를 극복하고 완치를 실현하고자 하는 노력과 염원을 담고있다. OA는 골관절염, Osteoarthritis를 뜻한다. 제품명이 내포하는 의미와 같이, '퓨어스템 OA'는 당사 줄기세포 고유의 연골재생능력을 극대화시킨 줄기세포치료제로서, 근본적인 골관절염 치료효능을 나타내는 세포치료제다.

▲골관절염 세포치료제로서 개발 목표는?

일반적으로 나이가 들어 뼈마디에 이상이 생기고 관절이 변형되는 것을 퇴행성 관절염 또는 골관절염이라고 한다. 최근 젊은 나이의 환자가 급증하고 있으며, 운동선수나 관절을 많이 사용하는 직업군, 과다체중인 사람의 경우에서도 관절염이 생길 수 있다. 관절의 연골은 뼈와 뼈 사이의 마찰과 충격을 막아주는 역할을 하는데 골관절염은 연골이 닳아 없어지게 돼 관절을 움직일 때 심한 통증 및 운동장애를 나타내어 일생생활을 어렵게 하는 심각한 질환이다. 여러 통계결과에 따르면, 골관절염의 발생빈도는 60세 이상 인구의 30% 수준이며, 근본적인 치료제의 개발이 시급한 상황이다.

디모드는 관절의 통증완화, 기능개선 효과와 함께 구조적 변형을 억제하거나 회복시키는 근본적인 골관절염 치료제를 칭하는 것으로, 글로벌 대형 제약사에서 디모드 개발을 위해 많은 노력을 기울이고 있으나, 아직까지 디모드 효과로서 승인된 치료제는 없다. 현재까지는 악화된 관절염의 치료를 위해 일반적으로 진통제나 항염증제를 사용하거나, 심각할 경우 연골을 대체하는 인공관절 보조물을 넣어주는 수술요법이 행해지고 있다. 이러한 치료법은 근본적인 치료를 위한 손상된 연골의 재생은 불가능할 뿐 아니라 재발 및 재수술의 가능성을 내재하고 있어 환자들을 불안하게 하는 요소이기도 하다.

지금까지의 '퓨어스템 OA'의 연구결과에 의하면, 통증 및 염증을 억제하고 손상된 연골을 재생시킬 수 있는 특징을 가지고 있다. 이러한 연구결과를 바탕으로 '퓨어스템 OA'는 연골재생효능을 볼 수 없었던 기존치료제의 치료적 한계를 극복하고 조직재생을 통한 구조 개선이 가능할 것으로 기대하고 있으며, 궁극적으로 "세계 최초의 DMOAD 줄기세포 치료제"가 되는 것이 '퓨어스템 OA'의 최종적인 개발목표이다.

▲국내사뿐 아니라 글로벌 제약사도 디모드 개발에 열심이다. 강스템만의 기술력은 무엇인가?

당사의 세포치료제는 다른 조직 유래의 세포에 비해 연골분화능이 상대적으로 높은 것으로 확인된 바 있다. 이러한 연골분화능이 재생효과로 이어지기 위해서는, 주어지는 환경 내에서 줄기세포가 연골세포로 분화가능하거나, 분화에 필요한 조절인자를 분비할 수 있어야 하며, 이는 주입된 줄기세포의 미세환경이 얼마나 잘 조성되는지에 따라 결정된다.

이에 따라, 당사에서는 줄기세포의 기능을 극대화시키기 위해 오랜 기간 동안 미세환경 조절 물질을 스크리닝 하는데 매진했고, 그 결과 줄기세포의 연골재생효능을 극대화시킬 수 있는 최적의 물질을 발굴하는데 성공하였다.

당사의 '퓨어스템 OA'는 '연골분화능이 탁월한 줄기세포'와 '연골분화 환경을 조성하는 미세환경 조절 물질' 두 가지로 구성되며, 환자 투여 시에는 두 가지 물질을 동시에 간단한 관절강내 주사로 주입하게 된다. 연골분화 환경이 조성됨으로써, 주입된 줄기세포는 효율적인 연골분화를 통해 근본적인 재생치료 효과를 나타내게 되며 환자 관절강내 내재적으로 존재하는 줄기세포 또한 분화가 촉진돼 재생에 기여하는 한편, 줄기세포가 분비하는 다양한 염증조절인자를 통해 통증 및 염증억제 효과 또한 기대할 수 있다.

▲기존 골관절염 치료와 대비되는 장점은?

무릎 연골 손상을 치료하기 위해 다양한 치료법들이 시행되고 있다. 관절염은 일반적으로 연골의 마모 및 연골을 이루는 주성분인 콜라젠 등의 기질분자의 합성을 저하시키며 기질변화를 초래한다. 악화된 관절염의 치료를 위해 일반적으로 진통제나 항염증제를 사용하지만 완치를 위한 치료법은 없다. 심각한 경우 연골을 대체하는 인공관절 보조물을 넣어주는 수술요법이 행해지고 있으나 인골관절은 수명이 다하면 재수술을 받아야 하며, 부분치환술의 경우는 수술 후에도 통증이 지속되거나 비수술 부위의 골관절염 재진행이 우려되는 상황이다. 현재까지 관절의 통증완화, 기능개선 및 구조적 질병진행 억제를 통한 근본적인 골관절염 치료제로 인정받은 치료제는 없다. 따라서 기능적으로 이상이 생긴 연골의 더 이상의 악화되는 것을 지연 시키고 회복시키는 방법의 개발이 시급하다.

'퓨어스템 OA'는 MRI로 확인된 KL grade 2~3의 연골 손상이 있는 환자군을 대상으로 투여되며, 무릎 관절강 내 단회로 주사투여하게 된다. 이는 입원과 퇴원에 대한 환자의 부담 및 수술에 대한 부담을 줄이며 방문을 통해 주사투여를 받고 빠르게 일상으로의 복귀가 가능하다는 장점이 있다. '퓨어스템 OA'의 가장 큰 기술적 특징은 내, 외부적 작용을 통해 근본적인 연골조직재생을 목표로 한다는 점에서 다른 줄기세포 치료제와는 차별성이 있다. 투여된 줄기세포의 연골재생 뿐만 아니라 환자의 내재적 줄기세포를 연골세포로 분화시키고 연골세포의 기능을 향상시켜 관절기능을 정상화하는 것이 가장 큰 특징이다. '퓨어스템 OA'는 연골조직 재생의 근본적인 골관절염 치료를 통해 최초의 DMOAD 개발에 도전하고자 한다.

▲퓨어스템 OA의 연구 진행 현황은?

골관절염 세포치료제 '퓨어스템 OA'는 2017년 독일 헤라우스 메디컬 사와 동동개발 계약을 맺고 공동개발을 진행 중이다. 헤라우스 메디컬 사는 독일 헤라우스 그룹의 글로벌 헬스케어 사업을 담당하고 있으며, 골시멘트 및 바이오 소재를 이용한 인공관절 치료를 위한 의료기기를 제조, 판매하는 전문회사이다. 헤라우스는 30년 이상 한국에서 활동하고 있고, 그룹의 모든 회사들이 한국시장에 진출해 있다.

현재 다양한 동물 및 질환모델을 이용해 세포치료제의 유효성을 평가하고 있다. 두 개의 독립적인 기관에 의뢰해 실시한 중동물 골결손 모델과 전십자인대 절단술로 유도된 서로 다른 골관절염 모델에서도 일관되게 줄기세포 치료제의 염증억제 및 골관절 구조 개선을 포함하는 치료효과를 관찰할 수 있었다. 현재는, 사람에서의 관절염 유발조건과 유사한 환경으로 관절염을 유발이 가능한 대동물(염소) 모델을 이용해 최종적인 비임상 효능연구를 진행 중이다. 더불어 골관절염치료제의 역가평가를 위한 역가시험법 개발 및 밸리데이션 등이 활발히 진행되고 있고, 안전성 시험들이 내년 1분기 내에 모두 완료될 예정이다.

▲골관절염치료를 위한 세포치료제의 전망은?

국내 퇴행성 관절염 시장의 환자 수는 약 500만명으로 골관절염 치료를 위한 다양한 치료제에 대한 기대 시장이 매우 크다. 아직까지 골관절염 치료를 위한 단일 주사방식의 동종유래줄기세포치료제는 전무한 상황이며, 유전자를 도입한 동종 연골유래 세포치료제의 경우 최근 판매가 중단된 상황이다. '퓨어스템 OA'는 통증 및 염증제어, 그리고 연골재생 유도의 한계를 갖고 있는 기존 치료제를 대체할 할 수 있고, 1회 주사방식의 편의성을 더한 최초의 디모드 줄기세포치료제로 골관절염 치료제의 새로운 패러다임을 형성하게 될 것으로 기대된다.