노드큐어, 반려견 맞춤형 면역항암제 개발로 치료 선택지 확대

반려견이 암 진단을 받으면 보호자는 여러 선택 앞에 놓인다. 수술과 화학항암요법, 방사선치료 등 가능한 치료법을 살펴야 하고, 치료 효과와 부작용, 비용도 함께 고려해야 한다. 반려동물이 가족의 일원으로 자리 잡고 기대수명이 늘어나면서 암을 비롯한 노령성 질환에 대한 치료 수요도 커지고 있다. 그러나 반려견의 암 치료는 여전히 기존 치료법에 상당 부분 의존하고 있다.

사람의 암 치료에서는 면역체계를 활용해 암세포에 대응하는 면역관문억제제가 주요 치료 전략으로 자리 잡았다. 반면 반려동물 분야에서는 사용할 수 있는 면역항암제의 종류와 임상적 근거가 상대적으로 제한적이다. 이러한 차이에 주목한 수의학 연구자가 있다. 전남대학교 수의과대학에서 수의학과 면역학을 연구해 온 박종환 교수다.

박종환 대표가 2021년 11월 설립한 바이오 벤처기업 노드큐어는 반려견의 면역체계를 활용하는 항암제 개발에 도전하고 있다. 핵심 파이프라인은 개 특이적 PD-L1 단클론항체 의약품 ‘NC-ANGB01’이다. 암세포가 면역세포의 공격을 회피하는 기전을 차단해 항암 면역반응을 회복시키는 것을 목표로 한다.

대학에서 축적한 연구 성과를 실제 치료 현장에서 활용할 수 있는 의약품으로 발전시키기까지는 여러 검증 단계가 필요하다. 박 대표는 개의 면역학적 특성에 맞는 항체를 개발하는 데서 출발해 비임상 효능 평가와 생산 기반 확보, 임상적 유효성 검증으로 연구 범위를 넓혀가고 있다.

수의학 연구에서 출발한 창업, 반려견 암 치료제 개발에 나서다

박종환 대표의 창업은 수의학과 면역학 분야에서 축적해 온 연구 성과를 사업화로 연결하려는 시도에서 시작됐다. 전남대학교 수의과대학 교수로 연구를 수행하면서 쌓은 전문성을 바탕으로, 반려동물의 난치성 질환에 적용할 수 있는 새로운 치료기술 개발에 나선 것이다.

특히 주목한 분야는 면역항암제였다. 사람의 암 치료에서 활용되는 면역관문억제제의 작용 원리를 반려견에게 적용할 수 있다면 기존 치료법을 보완할 새로운 선택지를 마련할 수 있다고 판단했다.

“사람의 암 치료에서는 면역관문억제제가 중요한 치료 전략으로 자리 잡았지만, 반려동물 분야에서는 활용할 수 있는 약물과 임상적 근거가 상대적으로 제한적입니다. 개의 면역학적 특성을 고려한 항체를 개발해 반려견에게 새로운 치료 선택지를 제공하고자 했습니다.”

면역항암제 개발에서 중요한 것은 암세포와 면역체계의 관계를 이해하는 일이다. 암세포는 체내 면역세포의 공격을 피하기 위해 다양한 회피 기전을 이용한다. 그중 PD-L1은 면역세포의 항암 기능을 억제하는 데 관여하는 단백질이다. 노드큐어는 이 단백질을 표적으로 하는 항체를 개발해 반려견의 면역세포가 다시 항암 기능을 수행하도록 돕는 치료 전략을 선택했다.

창업 초기부터 면역항암제 개발에만 집중했던 것은 아니다. 마이크로바이옴 기반 치료제와 기능성 소재 등 다양한 바이오 기술을 연구하며 사업 가능성을 탐색했다. 그러나 바이오의약품 개발에는 장기간의 연구와 상당한 자원이 필요하다. 여러 파이프라인을 동시에 추진하기보다 사업화 가능성과 시장 수요를 고려해 핵심기술에 역량을 집중하는 방향으로 전략을 재정비했다.

그 과정에서 반려동물 의료시장의 성장 가능성과 암 치료 분야의 미충족 수요를 검토했고, 개 특이적 PD-L1 항체를 핵심 파이프라인으로 선정했다.

“가장 중요한 경영적 결정은 여러 연구개발 파이프라인 가운데 어디에 역량을 집중할 것인지를 정하는 일이었습니다. 반려동물 의료시장의 성장 가능성과 면역항암제에 대한 수요를 고려해 PD-L1 항체 개발을 핵심 사업으로 선택했습니다.”

연구개발 역량을 집중하면서도 마이크로바이옴 분야의 연구자산은 유지하고 있다. 기능성 소재와 연구개발 서비스 사업을 통해 매출 기반을 확보하고, 장기간 투자가 필요한 바이오의약품 개발을 이어가기 위한 사업구조를 마련하고 있다.

전문인력 간 협업 역시 사업의 중요한 기반이다. 박 대표가 핵심기술 개발과 사업화 전략을 총괄하고, 강원대학교 약학대학 고현정 교수가 최고기술책임자(CTO)로 참여해 바이오의약품 개발과 기술 고도화를 지원한다. 석·박사급 연구인력으로 구성된 연구팀은 항체 효능 평가와 분석법 개발, 생산공정 관리, 비임상·임상개발을 담당한다. 여기에 외부 수의학 전문가와 바이오의약품 생산·시험 전문기관이 협력하면서 연구 성과를 제품화 단계로 연결하고 있다.

반려견 맞춤형 항체 기술로 치료제 개발과 생산 기반 구축

노드큐어가 개발하는 NC-ANGB01의 특징은 반려견의 면역학적 특성을 고려했다는 점이다. 사람에게 사용되는 항체를 그대로 적용하는 방식 대신, 개의 면역글로불린인 canine IgG를 기반으로 항체를 설계했다.

항체의 구조와 특성은 생물종에 따라 차이가 있다. 따라서 특정 단백질에 결합하는 항체를 확보하는 것만으로 실제 의약품 개발이 완성되는 것은 아니다. 표적에 대한 결합능과 생물학적 활성을 확인하는 동시에 투여 대상에서의 안전성, 면역원성, 생산성 등을 종합적으로 평가해야 한다.

NC-ANGB01은 암세포의 면역회피에 관여하는 PD-L1을 차단해 면역세포의 항암 기능을 회복시키는 것을 목표로 개발되고 있다. 기존 화학항암제가 빠르게 증식하는 암세포를 직접 공격하는 방식이라면, 이 후보물질은 면역체계가 암세포에 대응하는 과정에 작용한다는 차이가 있다. 향후 기존 항암요법과 병용하는 방안도 검토하고 있다.

연구 과정에서 의미 있는 비임상 성과도 확보했다. 반려견 림프종과 골육종 관련 동물모델에서 항종양 유효성을 확인했으며, 비글견을 대상으로 실시한 비GLP 단회투여 안전성 평가에서는 주요 독성 반응이 관찰되지 않았다. 다만 이는 제한된 조건에서 확보한 비임상 결과로, 실제 치료제의 안전성과 유효성을 확립하기 위해서는 추가 시험과 임상적 검증이 필요하다.

항체 생산을 위한 기반도 마련했다. 바이오의약품 생산에 활용되는 CHO 세포 기반의 항체 생산 세포주를 개발하고, 연구용 세포은행(RCB) 구축을 완료했다. 후보물질의 효능을 확인하는 연구에서 한발 더 나아가 향후 생산공정 고도화와 대량생산에 필요한 기초 기반을 확보한 것이다.

박 대표는 이 과정에서 반려동물용 바이오의약품 개발 환경의 특수성을 실감했다. 사람용 바이오의약품과 비교해 활용할 수 있는 연구자료와 표준화된 평가체계, 생산 인프라가 제한적이기 때문이다. 개 특이적 항체의 효능을 확보하는 일뿐 아니라 안정적인 생산 세포주와 일관된 품질을 갖추는 일까지 해결해야 했다.

“연구 단계에서 우수한 효능을 확인하더라도 실제 의약품으로 개발하기 위해서는 여러 과정을 거쳐야 합니다. 안전성과 면역원성, 생산성과 품질 일관성을 검증해야 하고, 안정적인 생산공정과 임상시험에 필요한 자료도 확보해야 합니다.”