바이오 의약품으로 구분되는 단백질 치료제는 높은 특이성과 낮은 부작용을 장점으로 최근 제약 시장을 주도하고 있습니다. 인구의 고령화, 만성 질환의 증가와 더불어 다양한 질병을 치료하기 위한 새로운 형태의 단백질 치료제가 꾸준히 개발되는 최근의 동향을 고려할 때 바이오 의약품 산업은 앞으로도 지속적으로 성장할 것으로 전망됩니다.

치료용 단백질은 의약품의 품질과 성능을 결정하는 번역 후 변형(Post-translational modification)의 조절이 용이한 산업용 동물세포주를 이용하여 생산됩니다. 그동안 세포주 선별기술, 배지 개발 그리고 배양공정 최적화 등의 다양한 시도를 통해 바이오의약품의 제조 경쟁력를 향상시키기 위한 노력이 꾸준히 시도되어 왔습니다. 그 결과 최대 5~10 g/L 단위로 단클론 항체(mAb)를 생산할 수 있으며, 100배 이상 mAb의 효능을 향상시킬 수 있는 당구조(Glycosylation) 변형 기술이 개발되기도 했습니다. 하지만, 최근 개발되고 있는 이중항체(bsAb), 면역사이토카인 등과 같은 신규 의약품은 기존의 생산 플랫폼에서 경쟁력 있는 생산성과 품질을 기대하기 어려운 상황입니다. 또한, 기존 약물과 차이가 없지만 판매가가 낮은 바이오시밀러가 시장의 주목을 받기 시작하면서 치료용 단백질을 생산하는 과정에서의 엄격한 품질관리가 더욱 강조되고 있습니다. 이러한 시장의 상황을 반영하여 최근에는 치료용 단백질의 생산플랫폼 개발 트렌드가 단순히 높은 수율(생산성)을 달성하는 것을 넘어 고품질의 단백질을 일관되게 생산하는 <맞춤형 생산기술>의 개발로 변화하고 있습니다.

우리는 재조합 치료용 단백질의 분비경로와 소기관을 리프로그래밍하는 SPARE(Secretory PAthway REmodeling) 기술을 개발하여 향상된 분비능과 정확한 당화 조절이 가능한 맞춤형 생산 플랫폼을 개발하고자 합니다. 구체적으로, 초고해상도 라이브 이미징 기법과 세포 내 물질이동 경로 조절 기술을 활용하여 다양한 재조합 치료용 단백질이 생산되는 과정에서 발생하는 세포 내 병목을 파악할 것입니다. 또한, 최신 생화학적 기법으로 발굴한 단백질 분비과정의 핵심 인자와 소기관 기능 조절 인자를 도입하여 치료용 단백질의 수율과 품질이 보장된 맞춤형 세포주를 개발하고자 합니다. 궁극적으로 다양한 치료용 단백질에 맞춤형 SPARE 기술을 개발하고 대량생산에서 검증하여 강한 유동성을 가지는 바이오 제약시장에 새로운 대량생산 플랫폼을 제시하고자 합니다.