암과 자가면역질환 관련 사이토카인(Cytokine) 치료법을 개발하기 위한 두 갈래 전략을 가진 미국 캘리포니아주 샌프란시스코 인근 멘로파크(Menlo Park) 소개 생명공학회사인 신테카인(Synthekine)이 스탠퍼드대 기술을 기반으로 8200만달러의 투자금을 유치하는 데 성공했다.
 
이 회사는 17일(현지시각) 카나안파트너즈(Cannan Partners), 삼사라바이오캐피탈(Samsara BioCapital), 더칼럼그룹(The Column Group)으로부터 투자를 받아 내년에 종양 항원을 인식하는 T세포를 활성화시키기 위해 디자인된 STK-012, CAR-T(키메릭항원수용체-T세포, chimeric antigen receptor T-cell) 및 다른 체내 입양세포치료제(adoptive cell therapies, ACTs)를 선택적으로 활성화하기 위해 설계된 수직교(orthogonal) 인터루킨-2(Interleukin-2, IL-2) 리간드인 STK-009의 임상연구에 들어갈 것이라고 발표했다.
 
이 회사는 스탠퍼드대 의대 분자세포생리학 및 구조생물학 교수이자
하워드휴즈의학연구소(Howard Hughes Medical Institute]) 연구원인 크리스토퍼 가르시아(K. Christopher Garcia) 박사의 연구 성과를 바탕으로 설립됐다.
 
가르시아 교수는 세포 표면 수용체(Cell Surface Receptor)와 이에 결합하는 사이토카인 등 리간드를 연구해왔다. 세포 표면 수용체에 사이토카인이 결합하면 면역체계가 자극되거나 억제되는 신호 과정이 촉진된다. 가르시아 연구소는 인터루킨 1, 2, 4, 6, 13, 17을 포함한 많은 사이토카인 수용 복합체의 3차원 구조를 규명했다.
 
IL-2 등 사이토카인 및 그 작용제는 암 치료제로서 큰 기대를 받아왔지만 고약한 부작용을 일으킬 수 있어 사용이 제한되어 왔다. 이 회사 데반잔 레이(Debanjan Ray) CEO는 “천연 IL-2의 재조합 버전인 프로루킨(Proleukin)은 환자 중 일부에서 심도 있고 오래가는 반응으로 효과가 좋은 경우도 있었지만 독성도 강해 널리 사용되지 못한 대표적 사례”라며 “면역 억제나 혈관 누출 등의 독성으로 인해 혈관에서 유액(fluid)과 단백질이 주변 조직으로 유출돼 장기 손상을 일으켰다”고 말했다.
 
이런 방식으로 신테카인은 천연 IL-2의 재조합 버전인 프로루킨(Proleukin)과 같은 치료법을 개선하고자 한다.
 
따라서 “천연 사이토카인의 한계를 뛰어넘어 사이토카인을 변형시켜 이것이 특정 세포 유형에 활성을 발휘할 수 있게 하면 된다”고 레이는 설명했다. 이를 위해 면역학자, 사이토카인 생물학자, 단백질 엔지니어들로 구성된 연구팀이 신테카인에 모였다.
 
신테카인이란 회사 이름처럼 ‘합성한 인공 사이토카인’을 통해 CAR-T와 같은 다른 치료법들과 병용하거나, 단독 치료제로서 단점 없이 사이토카인의 장점만을 취하는 게 목표다.
 
이번 펀딩으로 신테카인은 2021년 두 개의 프로그램을 임상시험에 진입시키고 새로운 인공 사이토카인의 발굴과 관련 엔지니어링 플랫폼의 확대 발전에 나설 예정이다.
 
레이 CEO는 “주요 개발 프로그램은 야생형 단백질에 작은 변화를 주는 정도의 사이토카인이지만, 처음부터 합성된 사이토카인인 ‘신테카인’을 표방하는 것도 있다”고 말했다.
 
CAR-T 치료법이 몇몇 혈액암의 치료법에 혁신을 가져왔지만 고형 종양에서는 어려움을 겪고 있다. 다른 큰 장애물은 변형된 T세포가 환자의 몸에 다시 주입될 때 생기는 사이토카인방출증후군(cytokine release syndrome, CRS)으로서 고열, 부종, 의식혼미, 혼수, 심한 두통 등의 부작용을 야기한다. 또는 면역에 애쓰는 좋은 B세포를 죽여 감염에 취약하게 만들기도 한다.
 
레이는 “CAR-T 치료제는 일단 체내로 전달되면 의사는 세포에 대한 모든 통제력을 상실하게 된다. CAR-T는 안착할 수도 그렇지 않을 수도 있다. 약효를 확장할 수도 있고 그러지 못할 수도 있다. 종양미세환경에 들어가 놓고 선 이내 탈진할 수도 있다”며 “T세포에 효과적으로 신호를 보내는 한 가지 방법은 IL-2를 통하는 것이지만 야생형은 독성 문제 때문에 장기간 투약이 가능한 메커니즘이 아니다”고 지적했다.
 
이에 신테카인이 개발한 게 야생형 IL-2가 신호를 보낼 수 없도록 변이된 IL-2 수용체를 가진 CD-19 표적형 CAR-T 치료제인 SYNCAR-001과 이와 함께 사용될 STK-009이다. STK-009는 야생형 IL-2 수용체가 아닌 돌연변이 수용체를 통해서만 신호를 전달하도록 설계됐다.
 
레이는 이 쌍을 개인용 자물쇠·열쇠 시스템과 비유하며 “변이된 수용체가 있다는 것만 빼면 기대하는 대로 작동하는 CAR-T를 환부에 보낼 수 있다. IL-2 리간드를 굉장히 선택적으로 증식, 활성화시켜 CAR-T 세포에 선택적으로 영향을 주고 덤으로 야생형 T세포와 NK세포에 영향을 미치는 걸 회피할 수 있다. 이 독특한 시스템으로 CAR-T를 주입하고 나면 잃게 되는 이 약물에 대한 제어 권한을 되돌려줄 수 있길 바라고 있다”고 말했다.
 
또 레이는 “신테카인이 CD-19 CAR-T로부터 개발을 시작한 것은 CAR-T에 대해서 굉장히 많은 것이 알려져 있기 때문”이라면서도 하지만 “신테카인은 고형 종양을 포함한 다른 표적을 겨냥한 CAR-T 치료제 개발을 검토하고 있으며, 우리의 접근법은 조절 T세포나 종양침투림프구에도 적용될 수 있다고 본다. 신테카인은 자체적인 파이프라인을 추진하면서도 다른 회사들과 제휴해 다른 타깃과 세포 유형을 대상으로 신 치료제를 발굴하길 희망한다”고 피력했다.
 
신테카인은 야생형 IL-2를 기반으로 하는 두 개의 주요 프로그램을 넘어 자연적으로 결합되지 않는 쌍을 포함한 다른 사이토카인-수용체 조합을 검토하고 있다. 이는 야생형 사이토카인으로는 찾아볼 수 없는 ‘새로운 생물학, 새로운 신호전달’ 세계를 열어젖힐 것으로 기대된다.