[바이오 투자의 정석]세포외소포체(EV) 엑소좀의 진화

김명기 LSK인베스트먼트 대표

[김명기 LSK인베스트먼트 대표] 우리가 엑소좀이라고 일반적으로 알고 있는 세포외소포체(EV)란 단백질, 지질, 핵산 등의 물질을 세포 사이에 교환할 수 있게 하여 생리적 신호 전달의 매개체 역할을 하는 매우 작은 크기의 세포 외부 방출 소낭을 말한다.

세포외소포체는 크기와 생성 과정에 따라 크게 엑소좀과 마이크로베시클로 분류된다. 생성 과정을 보면 엑소좀은 세포내부에서 소낭이 생성되어 세포막이 안쪽으로 접히면서 분비되며 크기가 50-150nm 정도이고 마이크로베시클은 세포막이 바깥으로 튀어나와 분리되어 세포밖으로 분비되며 크기가 50-1000nm 정도이다.

모든 세포는 생리적 상태에 따라 다른 엑소좀을 분비하며 세포간 정보교환과 세포의 생리학적 현상, 조직 항상성, 병리학적 원인 등에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

앞에서 언급한 마이크로바이옴의 치료 효과도 미생물이 분비하는 엑소좀의 역할이 상당한 것으로 보고 있으나 아직 어떤 종류의 엑소좀이 어떤 기능을 수행하는지는 명확하지 않고, 또한 현재의 기술로 분리한 엑소좀은 다양한 세포 기원의 엑소좀이 섞여 있다고 볼 수 있다.

다양한 세포에 의해 만들어진 엑소좀은 표적 세포에 붙어 원형질막에 남아 작용하거나 세포 내부로 흡수되고 엑소좀의 구성 성분은 표적 세포의 기능에 크게 영향을 준다. 따라서 엑소좀을 이용한 사업은 크게 두가지로 나뉠 수 있다.

먼저 엑소좀에 담겨있는 다양한 물질을 분석함으로써 질병의 진단에 활용하는 방법이다. 질병에 걸린 세포는 건강한 세포와는 다른 엑소좀을 분비하기 때문이다. 뒤에서도 언급하겠지만 현재까지는 엑소좀의 사업화에 큰 영향을 미치는 것은 엑소좀 생산량이라고 볼 수 있다. 따라서 초기 엑소좀을 활용한 사업은 소량 생산되는 엑소좀 내부 물질의 분석을 통해 정확한 질병 진단을 목표로 하는 것이었다.

두번째는 엑소좀을 치료제로 사용하거나 치료 물질을 전달하는 전달체로 사용하는 것이다. 특히 엑소좀에 포함된 mRNA나 miRNA를 표적세포로 전달하여 표적 세포의 유전자 발현을 조절하는 의약품을 개발하는 시도를 하고 있다. 또는 엑소좀이 세포에서 유래한 입자로 다른 소재보다 상대적으로 적은 면역 거부반응을 보이며 안정적 구조를 형성하므로 차세대 치료제의 전달체로 개발 가능성이 높다고 볼 수 있다.

엑소좀은 크기가 매우 작고 생산량이 적어 현재 개발 기업의 당면 과제는 생산성을 높이고 생산 과정을 표준화 하는것이라고 볼 수 있다. 생산성을 높이기 위한 기업들의 노력은 줄기세포나 유도만능줄기세포를 사용하고 이를 물리.화학적 처리, 유전적 조작 및 화학적 자극을 통한 엑소좀 생산량 증가 등을 시도하고 있으나 현재까지는 이렇게 생산한 엑소좀의 불안정성, 화학적 자극의 경우 오염의 문제, 엑소좀의 순도 저하 등의 이유로 임상에 활발하게 적용하지는 못하고 있는 현실이다.

또한 기존의 2차원 세포 배양 방법에 의한 엑소좀 생산은 세포간 세포외 기질의 접촉이 적어 생산성이 떨어진다는 판단에 따라 3차원 배양 방법에 의한 생산성 증가와 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있으며 동시에 생산 공정의 효율화와 표준화 작업도 진행하고 있다. 생산성 향상의 문제와 함께 엑소좀 신약개발 기업의 판단 기준은 적용증과 관련된 사항이다. 적합한 적용증과 적용증 관련 임상의와의 관계가 투자 판단에 중요한 요소가 된다고 볼 수 있다.