경과원·서울대, 체중감량 유지하고 메스꺼움 줄인다...차세대 비만치료제 개발

복지부 '글로벌 의사과학자 양성' 사업 공동연구기관 참여...5년간 71억2500만원 투입

서울대·KAIST·서울아산병원·국가영장류센터 등 협력...해외 연구기관도 공동 참여

김현곤 경과원장 "공동연구로 신약개발이 성과로 이어질 수 있도록 적극 지원하겠다"

경과원 바이오산업본부 구진모박사가 비만치료제 후보물질 개발을 위해 인공지능 분자설계 기술을 활용하여 치료제를 설계하고 있다. [사진=경과원]

경기도경제과학진흥원(이하 경과원)이 서울대학교를 중심으로 국내외 대학·병원·연구기관과 손잡고 기존 GLP-1 계열 비만치료제의 체중감량 효과를 유지하면서 메스꺼움과 구토 등 부작용과 반복 투약 부담을 줄이는 새로운 방식의 비만치료제 후보물질 개발에 나선다.

13일 경과원에 따르면 서울대학교 산학협력단이 주관하는 보건복지부 '글로벌 의사과학자 양성' 사업에 공동연구기관으로 참여하며 이번 과제에는 앞으로 5년간 정부 연구개발비 71억2500만원이 투입돼 의학과 기초과학을 융합한 연구와 차세대 비만치료제 후보물질 발굴이 진행된다.

글로벌 의사과학자 양성은 의사면허를 가진 연구자가 기초과학과 임상 현장을 잇는 중개연구 역량을 갖춘 독립 연구자로 성장하도록 지원하는 국가 연구개발사업으로, 보건복지부는 2024년부터 의사과학자의 성장 단계에 맞춘 연구지원을 확대하고 있다.

이번 과제에는 서울대학교 산학협력단을 중심으로 경과원과 한국과학기술원(KAIST), 서울아산병원, 가톨릭대학교 서울성모병원, 한국생명공학연구원 국가영장류센터 등이 참여하고, 미국 캘리포니아대학교 샌프란시스코와 텍사스대학교 사우스웨스턴 의료센터, 싱가포르 과학기술연구청 등 해외 연구기관도 협력한다.

경과원은 이 가운데 신약 후보물질의 합성과 구조 최적화를 맡아 보유하고 있는 저분자화합물·신약개발 연구 인프라를 활용하고, 목표 단백질에 효과적으로 작용하면서 약효와 물성·안전성이 우수한 후보물질을 단계적으로 선별할 계획이다.

연구팀이 주목하는 것은 뇌간에 존재하는 GLP-1 수용체의 기능적 차이다. 최근 연구에서는 GLP-1 수용체 작용제가 식욕 억제와 체중감량에 효과가 있지만 일부 뇌간 회로의 자극은 메스꺼움이나 구토 같은 불쾌 반응과 연결되며 포만감과 혐오반응을 매개하는 신경회로가 서로 구분될 수 있다는 결과도 보고되고 있다.

이에 경과원 구진모 박사와 서울대학교 김성연 교수 연구팀은 메스꺼움·구토 등에 관여하는 뇌간의 최후영역(Area Postrema·AP)에 대한 약물 노출은 줄이고, 식욕과 섭식 조절에 관여하는 고립로핵(Nucleus Tractus Solitarius·NTS)의 GLP-1 수용체에 보다 선택적으로 작용하도록 약물 전달 특성을 설계하는 전략을 연구한다. AP와 NTS는 모두 뇌간의 에너지 균형과 섭식 조절에 관여하는 주요 영역으로 알려져 있다.

연구팀은 이를 통해 기존 GLP-1 계열 치료제의 체중감량 효과는 최대한 유지하면서 소화기계 부작용을 낮추고, 장기적으로는 반복적인 주사 투여 부담까지 줄일 수 있는 새로운 계열의 후보물질을 확보하는 것을 목표로 하고 있다. 현재 단계는 후보물질 발굴과 전임상 개발을 위한 연구로, 실제 치료제로 사용되기까지는 추가적인 비임상·임상시험과 허가 절차가 필요하다.

앞서, 보건복지부는 올해 보건의료 연구개발사업 통합 시행계획에서 글로벌 의사과학자 양성을 계속사업으로 운영하면서 의사과학자가 임상에서 발견한 문제를 기초·중개연구로 연결하고 독립적인 연구자로 성장할 수 있도록 신규과제를 지원하고 있다.

경과원은 이번 연구를 통해 비만·대사질환 치료제 개발에 활용할 수 있는 원천기술과 지식재산권을 확보하고, 후보물질이 일정 수준의 유효성과 안전성을 확보하면 후속 공동연구와 기술이전·사업화로 연결한다는 계획이다.

총괄연구책임자인 서울대학교 최형진 교수는 "이번 사업이 젊은 의사과학자와 연구자들이 중개·실용화 연구 역량과 국제 공동연구 경험을 쌓아 미래 의생명 융합연구를 이끌 핵심 인재로 성장하는 계기가 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.

김현곤 경과원장은 "이번 연구는 환자의 삶의 질을 높일 수 있는 새로운 치료 가능성을 찾는 동시에, 경기도의 바이오 연구역량을 국가적 연구성과로 확장하는 의미 있는 도전"이라며 "경과원은 산·학·연·병의 전문역량이 신약개발 성과로 이어질 수 있도록 적극 지원하겠다"고 말했다.

한편 경과원은 이번 과제에서 축적하는 화합물 설계와 신약 후보물질 최적화 기술을 비만·대사질환 분야의 후속 연구로 확대하고, 대학·병원·전문 연구기관과의 공동연구를 통해 기초연구에서 후보물질 발굴과 비임상 평가, 기술사업화로 이어지는 바이오 신약개발 협력체계를 강화할 방침이다.