차바이오그룹 뉴스룸

국내 제약·바이오 기업들이 미래의 먹거리로 불리는 세포·유전자치료제(CGT) 위탁개발생산(CDMO)에 속속 뛰어들고 있다.

CGT를 개발하기 위해서는 DNA나 RNA와 같은 유전물질을 세포나 생체에 전달하는 운반체가 필요한데, 그 중 하나가 바이러스를 이용하는 바이럴 벡터(viral vector)다. 바이럴벡터를 생산할 때 세포주가 활용되는데, 이 세포주를 직접 개발하는 기업들이 있다.

세포주란 체외에서 대량 배양이 가능한 세포다. 세포주 개발은 바이오의약품 개발의 첫 단추이자 기본이 되는 플랫폼 기술이다. 어떤 세포주를 활용하느냐가 최종 개발 품목의 품질과 안정성, 생산성 등의 경쟁력을 좌우한다.

CGT CDMO 사업을 추진하는데 자체 세포주가 어떤 의미를 갖는지 알아보자.

바이럴 벡터, CGT 개발에 필수 요소

바이럴 벡터 생산에서 중요한 공정 중 하나가 형질주입(Transfection)이다. 생산하고자 하는 바이러스 유전물질을 숙주세포(Host Cell)에 삽입하는 과정이다. 이후 유전물질을 포함한 세포가 지속적으로 분열하면서 바이러스를 생산하는 세포가 대량 생산(Scale-up)된다.

이때 세포주의 역할이 중요하다. 유전물질이 잘 삽입되고 세포가 빠르고 안정적으로 분열할수록 적은 양의 유전물질과 시약으로 동일한 양의 바이럴 벡터를 생산할 수 있고, 전체 공정에 소요되는 시간도 단축할 수 있다.

자체 세포주 개발로 로열티 절감

세계적으로 머크, 론자, 호라이즌 등 일부 글로벌 바이오기업들이 세포주를 보유하고 있다. CGT CDMO 기업이 수주를 하더라고 자체 세포주가 없다면, 수익의 상당 부분을 글로벌 바이오기업에 로열티를 주고 세포주를 가져다 쓸 수 밖에 없다.

특히 개발하는 물질의 임상이 진행돼 그 물질의 가치가 올라갈수록 세포주에 대한 로열티도 증가하는 경우가 많다. 결국 세포주를 확보하지 못하면 CGT CDMO 사업에서 수익성을 제대로 확보하기 어렵다.

기업 인수 통해 세포주 확보하기도

SK팜테코는 2021년 렌티바이러스와 아데노부속바이로스 기반 CGT CDMO 기업으로 알려진 프랑스 이포스케시를 인수했다. 2023년에는 플라스미드 DNA 등에 특화된 미국 CGT CDMO 기업 CBM을 인수했다. SK팜테코는 이렇게 세포주를 보유한 기업을 인수하면서 바이럴벡터 세포주 역량을 확보했다.

진메디신은 아데노바이러스 관련 특허와 세포주를 확보하고 있다. 아데노바이러스를 활용해 바이럴 벡터 CDMO와 항암 신약을 개발하고 있다.

항체의약품 관련해서는 삼성바이오로직스와 펜젠이 자체 세포주를 가지고 있다.

마티카 바이오, 자체 세포주 마티맥스 개발

차바이오텍의 미국 자회사인 마티카 바이오테크놀로지((Matica Biotechnology, 이하 마티카 바이오)는 2023년 ‘HEK293’와 ‘HEK293T’로 구성된 새로운 세포주 ‘마티맥스(MatiMax)’를 자체 개발하는데 성공했다. 각 세포주는 부유형과 부착형을 보유하여 총 4종의 세포주가 생산에 활용되고 있다.

‘마티맥스’는 형질주입 효율성을 개선했을 뿐만 아니라, 세포 분열에 필요한 기간을 대폭 단축했다. ‘마티맥스’ 세포주의 세포분열 시간은 약 17시간으로 보통 동물세포 기반 세포주가 분열하는데 24시간 이상 걸리는 것과 비교하면 약 30% 빠르다.

마티카 바이오 최고운영책임자 브라이언 그레븐(Brian Greven)는 “일반적으로 세포주를 개발할 때 포도당, 글루타민, 질소 및 암모니아 등 몇가지 요소만 분석하는데 비해 마티카 바이오는 8가지 이상의 아미노산 그룹을 분석해 배지환경을 최적화하여 세포주 개발에 적용했다”며 “세포의 특성을 정밀하게 연구해 세포주의 안정성을 높였다”고 말했다.

마티카 바이오는 고객 맞춤형 서비스를 제공하기 위해 글로벌 바이오공정 전문기업인 싸토리우스와 의약품 개발·생산 일정을 단축하고 균일한 품질의 제품을 대량생산하는 데 필요한 실시간 공정분석기술과 자동화 시스템을 개발하고 있다. 이런 공정 개발 능력에 마티맥스를 사용하면 생산성을 크게 향상 시킬 수 있다.

마티맥스를 사용해 다양한 조건에서 바이러스 역가(titer) 증가량을 비교하는 실험을 했다. 바이러스 역가는 인공적으로 바이러스에 감염되도록 한 후 바이러스가 증식하는 수준을 단위로 환산한 수치다. 125ml 기본공정(Basic PD) 조건에서는 바이러스 역가가 2.41배, 125ml 최적화 공정(Complete PD) 조건에서는 7.2배, Amber250 최적화 공정(Complete PD) 조건에서 10.6배 증가하는 결과를 얻었다. 섬세한 개발과 스크리닝을 통해 선정된 고품질의 마티맥스는 배양 조건 및 공정에 따라 바이러스 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있음을 명확하게 보여준다.

고객사가 마티카 바이오에 세포·유전자치료제 위탁개발생산을 맡길 때 ‘마티맥스’를 사용할 경우 비용은 줄이면서 생산량은 늘릴 수 있어 효율성이 높아진다. #