조원동 페니트리움바이오사이언스 공동대표 겸 회장(전 대통령 경제수석비서관).
페니트리움바이오사이언스(옛 현대ADM바이오)는 암·자가면역질환·퇴행성 뇌질환을 아우르는 신약 후보물질 페니트리움의 통합치료기전을 오는 16일 공개합니다. 그간 페니트리움은 에너지 대사적으로 병리화된 세포들의 '에너지 대사적 정상화'를 촉발하는 데 효과를 나타낸다고 알려졌습니다. 그런데 최근에는 페니트리움의 효과가 정상화를 넘어선 '대사적 분리(언커플링)'까지 작동시킨다는 연구 결과가 나왔습니다. 이에 대해 조원동 페니트리움바이오 회장은 이번 글에서 해당 연구 결과의 의의를 가능한 한 쉽게 풀어서 설명합니다. (편집자 주)
'페니트리움과 함께하는 난치성 질환이야기' 흥미로우셨나요? 제가 다시 등장한 이유는 최근 연구 결과로 좀 더 심층적인 이야기를 해드릴 수 있을 것 같아서입니다.
그전에 지난 이야기를 잠깐 요약해 볼까요?
난치성 질환의 근본 원인, 에너지 대사의 병리화
난치성 질환의 근본 원인은 결국 질병에 관련되는 세포들이 에너지 대사적으로 병리화됐기 때문이라는 것이었어요. 그리고 병리화의 원인은 관련 세포들이 정상적인 에너지 발전 방법인 산화적 인산화(OxPhos)가 아닌 비상 발전 방식인 해당과정(glycolosys)으로 고착화되기 때문이라는 것이지요. 이러한 에너지 대사 병리화 상황을 정상화로 돌리도록 촉발(triggering)하는 데 저희 페니트리움 약물이 매우 효과적이라는 것입니다.
페니트리움의 촉발 역할을 설명하는 데 있어서, 저는 과속 운행 차량과 경제속도 준수 차량의 비유를 사용했지요. 즉, 연료 공급을 계속 받으면서 과속 운행을 하는 차량은 연료 공급이 중단되면, 연료탱크가 비어 있는 상태에서 금방 멈출 수밖에 없지요. 반면 경제속도 준수 차량의 경우는 여전히 연료탱크가 남아 있으므로 운행을 계속할 수 있는데, 바로 이러한 예비 연료의 존재가 병리화된 세포를 빨리 사멸시키면서도 정상 세포들의 활동은 제약을 받지 않도록 하는 페니트리움의 선택적 치료 효과의 근거로 말씀드린 바 있습니다.
대사적 차단은 자동차 클러치 페달까지 밟는 효과
여기까지는 페니트리움의 에너지 대사적 정상화, 즉 메타볼릭 노멀리제이션(metabolic normalization)에 대한 설명이라고 할 수 있었습니다. 그런데 최근 저희 회사 연구진이 다른 유수 연구기관과 공동으로 밝힌 바에 따르면, 페니트리움은 대사적 정상화를 넘어 대사적 분리(metabolic uncoupling)까지 작동시킨다는 것입니다.
좀 어렵지요? 저도 이해하기 어려워 AI에 도움을 받았어요. 앞선 '과속 운행 차량 대(對) 경제속도 차량'의 비유로 이어보겠습니다.
자동차에서 엔진의 동력을 바퀴에 전달하는 '클러치' 아시지요? 요즈음 차량은 자동변속장치를 탑재하고 있지만, 예전에는 변속하려면 클러치 페달을 밟아 변속하는 동안 엔진의 동력을 잠시 끊어줘야 했어요.
이제 과속 운행 차량만을 타깃, 클러치 페달을 밟아주었다고 생각해 보지요. 엔진의 연료가 남아 엔진은 계속 돌아가 엔진의 열은 나더라도 동력은 바퀴에 전달이 안 되니, 자동차 운행은 더욱 빨리 중단될 수밖에 없겠지요? 엔진을 공회전시킴으로써, 연료탱크의 연료가 더욱 빠른 시간에 소진하게 만드는 것입니다. 앞서 설명해 드렸던 상황보다 훨씬 더 빠르게 에너지 대사 병리화를 치유할 수 있다는 의미입니다.
(사진= 게티이미지뱅크)
기적의 다이어트약, DNP의 비극
그러면 이어지는 궁금증은 '이러한 대사적 차이점이 난치성 질환 치료에 어떤 의미를 갖는 것일까'가 아니겠어요?
사실 미토콘드리아의 에너지 대사 기능의 정상화가 난치성 질환 치료에 근원적 해법이 될 수 있다는 생각은 예전부터 있었어요. 그리고 그 시도도 있었고요. 대표적인 사례가 DNP라는 약물 개발 시도입니다. DNP는 1차 세계대전 당시 프랑스 탄약 공장에서 폭발물 제조에 사용되던 화학물질이었습니다. 당시 공장 노동자들이 체중이 급격히 줄어드는 현상이 발견되면서, 1930년대에 스탠퍼드 대학 연구팀에 의해 '기적의 다이어트약'으로 세상에 알려졌습니다.
그런데 DNP는 정상 세포와 병리적 세포를 구분하지 않고 전신의 모든 미토콘드리아를 동시에 언커플링했습니다. 그 결과 에너지 대사는 차단되었지만, ATP로 가지 못한 에너지가 100% 열로 변하면서 체온이 40~44°C까지 치솟아 장기가 익어버리는 끔찍한 사고가 속출했다고 합니다. 병리화된 세포와 정상 세포를 구분해야 할 필요성을 웅변으로 말해주는 사례입니다.
약물의 무독성량과 효능용량
사실 모든 약물은 독성을 갖습니다. 그렇지 않으면 우선 약으로서 성립할 수 없지요. 문제는 이 약물이 생체에 심각한 위해를 가하지 않으면서, 치유적 효과를 가질 수 있도록 설계되는 것이 중요합니다. 또 같은 약이라도 과도하게 용량을 처방하면 생체가 위협을 받게 되지요. 그래서 현대 의약 허가 시스템은 단계적 임상을 엄격히 지키며, 처방은 의사가 내리도록 엄격하게 규제되고 있지요.
약물이 생체의 심각한 위해를 가하기 시작하는 용량을 무독성량(NOEL : No Observed Effect Level)이라고 합니다. 다시 말해, 무독성량 이상의 용량이 투약되면 심각한 위해가 우려된다는 것이지요. 좋은 약이란 효능 용량이 무독성량보다 훨씬 낮은 경우를 얘기합니다. 즉 생체적 위협을 가할 수 있는 용량보다 훨씬 적은 용량으로 의도하는 효과를 내도록 설계된 약물입니다.
페니트리움의 특성 설명. (그래픽= 페니트리움바이오사이언스)
지금까지의 연구 결과는 페니트리움은 에너지 대사 병리화를 치유하는 효과를 가졌다는 점을 보여주고 있습니다. 그리고 그 치유 기전도 대사적 정상화를 넘어 대사적 차단이라는 점도 밝혀졌고요. 이는 페니트리움이 획기적으로 '좋은 약'의 범주에 속할 가능성을 강력히 시사합니다.
물론 이는 아직은 사람을 대상으로 한 시험 결과는 아닙니다. 차분한 임상을 통해 여러 질환군에서 하나하나 밝혀나가는 것이 저와 저희 회사 연구진의 역할이라고 생각하고 있습니다.
조원동 페니트리움바이오 공동대표 겸 회장/ chow4241@hanmail.net
이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 강영관 산업2부장이 최종 확인·수정했습니다.
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