대학·연구소·기업 등과 협업을 통해 메디컬 클러스터를 구축해온 삼성서울병원(원장 권오정)이 일반 의료기기 및 치료제 개발은 물론 중증 고난도 환자 치료에 결정적 도움을 줄 수 있는▲’트롬빈’을 이용한 효율적인 ‘엑소좀’ 생산 ▲’엑소좀’ 및 ‘담즙산’을 활용한 치료제 ▲심장수술용 ‘캐뉼러’ 및 변시증 진단 기술 등 핵심 특허기술에 대한 라이센싱 및 기술이전을 추진한다. 삼성서울병원이 기술이전 대상기업을 찾고 있는 의료 및 제약 관련 특허기술을 소개한다. <편집자>

삼성서울병원 장윤실 교수팀은 줄기세포 유래 엑소좀에 혈액응고에 관여하는 ‘트롬빈(thrombin)’이라는 효소를 처리하면 엑소좀 분비가 활성화될 뿐만 아니라, 다양한 성장인자들의 발현이 증가하는 것을 확인했다.

바이오 및 화장품 업계가 주목하는… 엑소좀(Exosome) 생성

인체내 세포들은 서로 정보(신호)를 주고받는데, 이를 운반하는 물질이 바로 ‘엑소좀(Exosome)’이다. 우리가 잘 아는 DNA나 단백질 등을 운반하는데, 결과적으로 세포의 다양한 생물학적 변화를 일으키는 역할을 한다. 최근 바이오 및 헬스케어, 화장품 업계 등 다양한 분야에서 엑소좀이 주목받는 것도 이 때문이다.

엑소좀(Exosome) : 수용체 및 단백질뿐 아니라 핵 성분을 함유하고 있어 세포간 커뮤니케이션에 중요한 역할을 하는 나노 크기의 소포체로 알려져 있다. 엑소좀 하나엔 mRNA, miRNA, tRNA, 이중나선 DNA 등 약 2만 개의 생체분자가 들어 있는 것으로 추정된다. 기존 합성 의약품이나 합성 나노입자와 달리 높은 생체 적합성과 체내 안정성을 가진다. 때문에 새로운 의약품 전달체로서의 가능성으로 크게 주목받고 있다.

특히 줄기세포에서 유래한 엑소좀은 수용체 및 단백질뿐 아니라 핵 성분을 함유하고 있어 세포간 커뮤니케이션에 중요한 역할을 한다. 또 줄기세포에 비해 동물혈청을 상대적으로 적게 함유하고 있어 동물 혈청 감염에 따른 위험도 사라진다.

하지만 엑소좀은 세포가 분비하는 양이 매우 소량이기 때문에, 치료제나 진단 등에 폭넓게 활용하는 데 한계가 있다. 따라서 엑소좀을 고순도로 분리하고 정제하는 기술에 앞서 엑소좀 생성을 촉진하고 배출량 자체를 늘리는 방법을 개발하는 것이 필수적이다.

줄기세포 유래 엑소좀 생성 촉진 방법… 삼성서울병원 장윤실 교수팀

엑소좀 생성을 촉진하는 새로운 방법으로 삼성서울병원 장윤실 교수팀은 혈액응고에 관여하는 ‘트롬빈(thrombin)’이라는 효소에 주목했다.

‘트롬빈 처리된 줄기세포 유래 엑소좀’

그 결과, 줄기세포 유래 엑소좀에 ‘트롬빈’이라는 효소를 처리하면 엑소좀 분비가 활성화될 뿐만 아니라, 다양한 성장인자들의 발현이 증가하는 것을 확인했다.

트롬빈(thrombin): 혈액응고에 관여하는 단백분해 효소로 혈관손상이나 출혈시에 피브리노겐을 피브린으로 변화시키는 역할을 통해 혈액을 응고시킨다. 흔히 피가 날 때 섬유소가 서로 엉키는 듯한 모양의 덩어리를 만들게 하는 혈액 응고 인자이다.

장윤실 교수팀은 ▲트롬빈 처리에 의한 줄기세포 엑소좀 형태 마커 및 성장인자 발현 ▲트롬빈 처리 농도별 엑소좀 생성 증가 및 촉진방법 효율성 ▲ 트롬빈 처리에 의한 줄기세포 내 소포체 형성 및 엑소좀 내 성장인자 발현 등을 확인 및 검증하고, 이를 ‘트롬빈을 이용한 줄기 세포 유래 엑소 좀의 생성 촉진 방법’ 특허 (한국등록특허 제1643825호 및 관련 해외출원 존재)로 등록했다.

연구팀 관계자는 “삼성서울병원이 보유한 엑소좀 생성 촉진 관련 특허기술은 트롬빈 처리로 인한 엑소좀 생성 증가 뿐만 아니라 다양한 인자들이 활성화되는 효과를 제공한다”라며 “따라서 최근 각광받는 엑소좀을 활용한 치료용 의약품, 화장품 시장 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것”으로 예상했다.

실제로 전 세계 엑소좀 진단 및 치료 시장은 연평균 37.8% 성장세를 기록하며, 오는 2022년에는 3억 6600만 달러 규모에 달할 것으로 전망된다. 엑소좀 분리시장도 2018년 3000억 원에서 2022년 8000억 원으로 고속 성장할 것으로 예상된다.

한편, 삼성서울병원 기술이전에 관심있는 기업은 삼성서울병원 연구전략실이나 특허법인 IPS로 문의하면 된다.

주상돈    newsdjoo@gmail.com