중외 제약

C&C신약연구소는 JW중외제약 신약연구센터와 함께 JW 혁신신약 연구의 한 축을 담당하고 있다. 최근에는 C&C신약연구소의 불응성·저항성 전립선암 치료제 개발 연구가 ‘2024년도 1차 국가신약개발사업’ 과제로 선정되었다. C&C신약연구소는 2021년 이래 4년 연속 국책 과제에 이름을 올리고 있으며, 이는 AI 기반 자체 R&D 플랫폼의 활용에 따른 연속성 덕분이다. 이번 ‘JW R&D INSIGHT’에서는 남어리 C&C신약연구소 연구기획팀장이 출연해 AI 플랫폼과 주요 혁신신약 파이프라인에 대해 소개하는 시간을 가졌다.

Q. C&C신약연구소는?
A. C&C신약연구소는 1992년 JW중외제약과 로슈그룹 산하 주가이제약의 합작 연구소로, 국내 신약 개발 연구 분야에서 글로벌 오픈 이노베이션의 시초로 자리잡았다. 2020년 JW중외제약의 완전 자회사로 편입된 이후 글로벌 기준에 부합하는 혁신신약 물질을 개발하는데 매진하고 있다.

특히 항염증제, 항암제, 통풍치료제 등 다양한 분야의 신약을 개발하고 있다. JW중외제약에 기술수출한 통풍 치료제 ‘에파미뉴라드(코드명 URC102)’와 아토피 피부염 치료제 ‘JW1601’의 원개발사로서 글로벌 기준에 부합하는 혁신신약 물질을 지속적으로 창출하고 있다.

Q. C&C신약연구소의 AI 기반 신약개발 플랫폼은 무엇인가?

A. C&C신약연구소는 2012년부터 자체 개발한 데이터 사이언스 플랫폼 ‘클로버’를 활용해 신약 연구를 진행하고 있다. 클로버는 인공지능(AI) 기반의 화학, 미생물, 유전체 데이터 포털을 중심으로 한 플랫폼으로, 30여 종의 독자적인 약물 디자인과 분자 모델링 및 예측 프로그램을 보유하고 있다. ‘클로버’는 국내 최대 규모의 한국인 유래 암세포주 130여 종을 포함한 370여 종의 세포주와 200여 종의 질환동물모델, 암과 면역질환 타깃 약물 스크리닝 시스템으로 구성돼 있다. 또한 관련 유전체 컨설팅 데이터와 조직 바이오뱅크를 활용해 신규 약물 타깃 발굴과 바이오마커, 기전 연구에 특화된 역량을 보유하고 있다.

‘클로버’는 이러한 화학/생물정보학 빅데이터에 AI, 머신러닝 기술을 결합한 R&D 플랫폼으로 초기 단계의 유효물질 발굴부터 선도물질 최적화를 통한 후보물질 발굴까지 전 주기에 걸쳐 활용되고 있다. 최근에는 AI 적용 고도화와 JW중외제약의 ‘주얼리’ 플랫폼 통합 운영을 통해 더욱 큰 시너지를 발휘하고 있다.

Q. C&C신약연구소의 연구 분야는?

A. C&C신약연구소는 주로 항암, 항염증, 면역질환 분야에 집중해 연구를 진행하고 있다. 특히 핵심 타깃 단백질로 STAT을 연구하고 있다.

STAT은 세포의 분화와 성장뿐만 아니라 다양한 면역반응에 관여하는 중요한 단백질이다. STAT은 총 일곱 가지로 구성되며 상위 단백질인 JAK에 의해 활성화된다. 일반적으로 체내에서 제한적으로 활성화되지만 과도하게 활성화되면 염증질환이나 자가면역질환, 암 등의 질병을 유발할 수 있다.

STAT 단백질을 타깃으로 한 신약 개발은 매우 어려운 분야로 글로벌 제약사들도 임상 1상에서 약효 및 독성 문제로 실패를 겪어왔다. 그러나 C&C신약연구소는 STAT을 직접 억제하는 선택적 저분자 화합물을 개발하고 있으며 이를 통해 강력한 효과와 JAK 억제제의 부작용 문제를 극복할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이러한 전략을 바탕으로 현재 4건을 R&D 파이프라인을 보유 중인 C&C신약연구소는 STAT 단백질을 조절하는 약물 개발을 핵심연구로 삼아 차별화된 퍼스트 무버로서 혁신신약 연구를 지속하고 있다. 또 그룹 차원의 오픈 이노베이션과 글로벌 공동연구를 강화하고 있다.

Q. 그동안 국가신약개발사업으로 선정된 연구과제들은 무엇인가?
A. 신약 연구에 대한 관심이 높아지면서 최근 몇 년간 STAT 타깃 신약후보물질 과제들이 국가신약개발사업에 선정됐다.

2021년에는 STAT3 단백질 타깃 아토피 피부염 치료제의 선도물질 최적화 연구가 선정됐고 2022년에는 STAT3 표적 항암제 ‘JW2286’ 비임상 연구, 2023년에는 STAT3/5 이중 표적 급성 골수성 백혈병 치료제 선도물질 최적화 연구가 국가신약개발사업으로 선정됐다. 이어 2024년에는 XBP1s 단백질을 타깃하는 표준치료제에 대한 불응성·저항성 전립선암 치료제 개발 연구가 선정됐다.

특히 ‘JW2286’은 C&C신약연구소가 개발한 후 2020년 JW중외제약에 기술이전한 물질로, 최근 식품의약품안전처로부터 임상1상 시험계획(IND)을 승인받았다. 이로써 First-in-Class 약물로 전임상을 마치고 본격적으로 임상 개발에 돌입할 수 있게 됐다.

Q. ‘JW2286’의 전임상 결과는?
A. ‘JW2286’은 STAT3 단백질을 선택적으로 저해하는 First-in-Class 혁신신약 후보물질로 삼중음성 유방암, 위암, 대장암 등 고형암이 주요 적응증이다.

전임상을 통해 작용기전과 바이오마커 등을 검증했으며 특히 삼중음성 유방암 모델에서 단독 및 병용 투여 시 항암 효과를 확인했다. 이 연구 결과는 2021년 미국암연구학회(AACR) 연례학술회의에서 발표했다.

국가신약개발사업 과제 수행기간 동안 전임상 독성 연구와 임상용 약물 생산을 성공적으로 완료했으며 지난 6월 IND 승인을 받아 임상 1상에 진입, 인간 대상 안정성과 유효성 평가를 시작하게 됐다.

전임상에서 다양한 삼중음성 유방암 모델을 대상으로 'JW2286'의 약효를 비교한 결과, 저용량과 고용량 투여 시 모두 위약에 비해 항암 효과가 현저히 높은 것으로 나타났다. 또한, 환자 세포주를 이용한 두 가지 동물 모델 시험에서도 표준 치료제와 비교해 항종양 효과가 두드러졌다.

Q. C&C신약연구소가 STAT이 아닌 다른 단백질을 타깃의 연구로 국가신약개발사업에 선정됐는데 이에 대한 의의는?
A. STAT 타깃 혁신 신약 개발에 집중해온 C&C신약연구소는 올해 또 다른 First-in-Class 연구 과제인 XBP1s 타깃 저분자 화합물을 발굴해 전립선암 치료제 개발에 도전하는 과제가 국가신약개발사업에 선정됐다.

XBP1s는 전사 인자 단백질로 소포체 스트레스와 안드로겐 수용체 신호로 활성화된다. 여러 고형암의 암세포 증식에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 특히 표준 치료제에 저항성을 보이는 암 환자에게서 소포체 스트레스가 높게 나타나는데, 이는 XBP1s 단백질이 주요 원인으로 밝혀졌다.

기전적으로 XBP1s는 암세포의 생존과 관련된 유전자 발현을 증가시켜 표준 치료제의 효과를 저해하거나 저항성을 유발한다. 면역세포 내 XBP1s 발현 증가로 항종양 면역반응이 억제돼 암세포가 면역 공격을 회피하는 원인으로 작용한다.

특히 전립선암은 호르몬 치료제에 대한 저항성과 불용성으로 새로운 기전의 혁신신약에 대한 수요가 매우 높다. XBP1s 저해제가 개발되면 전립선암뿐만 아니라 다양한 고형암에서 기존 치료제의 한계를 극복할 수 있는 혁신적인 항암제로 자리잡을 가능성이 크다.

XBP1s 저해 선도물질은 STAT 타깃 신약후보물질과 같이 C&C신약연구소의 ‘클로버’ 플랫폼 내 화합물 디자인과 분자 모델링 프로그램, 약물 스크리닝 평가·분석 프로그램을 통해 발굴됐다. 해당 선도물질은 XBP1s 단백질에 직접 결합해 이를 저해하며 세포실험과 동물모델 대상 약물 반응 측정에서 우수한 항종양 효능을 확인했다.

C&C신약연구소는 이 선도물질 구조 최적화를 통해 2025년 비임상 신약후보물질을 도출할 계획이다.

Q. 향후 C&C신약연구소의 계획은?
A. C&C신약연구소는 환자들의 미충족 의료 수요를 해결하는 혁신신약 개발에 집중할 계획이다. 사업화 전략 강화 측면에서 STAT 타깃 First-in-Class 약물 개발을 유지하고 연구 포트폴리오 다각화와 리스크를 분산하기 위한 Best-in-Class, 패스트 팔로워(fast follower) 연구 개발 과제를 추가 확대할 예정이다.

또한 핵심 기술력 강화 측면에서 C&C신약연구소의 ‘클로버’와 JW중외제약의 ‘주얼리’ 플랫폼을 통합(JWave)하고, AI 기반 고도화를 비롯해 외부 바이오텍 플랫폼과의 협력 연구를 통해 시너지를 극대화하는 오픈 이노베이션 전략도 확대할 계획이다.