멥스젠, 중앙대학교 윤정기 교수 연구팀과 뇌졸중 모델 공동개발 협약 체결

미세생리시스템(MPS, microphysiological system; 생체조직칩, 오가노이드-온-칩(organoid-on-a-chip) 등 체외 장기 모델) 및 나노입자 생산 시스템 개발 바이오텍 멥스젠(대표 김용태)은 중앙대학교 윤정기 교수 연구팀과 뇌졸중 약물 스크리닝을 위한 뇌졸중 모델 공동개발 협약을 체결했다고 14일 밝혔다.

2023년 통계청 자료에 따르면, 뇌졸중은 국내 사망 원인 4위로 매년 10만 명 이상의 환자가 발생하는 대표적 뇌혈관 질환이며, 초고령 사회로 진입한 우리나라에서는 환자 수가 급격히 증가할 것으로 예상된다.

그러나 현재 약물 평가에 활용되는 동물 모델은 인간과 병리생리학적·약리학적 차이가 커, 실제 발병 시 나타나는 뇌혈관장벽 손상 및 뇌 미세환경 변화를 제대로 반영하지 못하는 한계가 있다.

이에 따라 뇌졸중 신약 개발을 위해서는 질환 특성을 충실히 재현하면서도 약물 스크리닝까지 지원할 수 있는 새로운 인체 기반 플랫폼의 개발이 절실히 요구되고 있다.

2021년 이후 일부 생체조직칩(organ-on-a-chip) 기반 뇌졸중 모델이 보고되었으나, 대부분의 연구가 단순 현상 모사에 머물러 있어 정밀하고 신뢰성 있는 약물 평가 플랫폼의 필요성은 더욱 커지고 있다.

윤정기 교수는 중앙대학교 시스템생명공학과 교수로, 멀티스케일 재생공학 연구실을 이끌며 줄기세포와 엑소좀 기반의 혈관질환 신약 개발 및 치료효과 검증을 위한 미세생리시스템(MPS) 개발 연구를 선도하고 있다.

화학생물공학 박사 학위를 취득한 후 미국 조지아공과대학교에서 박사후연구원으로 활동하며 혈관 재생과 조직공학을 융합한 생체모사 플랫폼을 개발하였다.

특히 뇌혈관장벽(BBB)과 혈관이 포함된 피부조직 등 장벽 조직을 모사하는 마이크로플루이딕 칩을 개발하여 알츠하이머병, 아토피성 피부염 등 다양한 질환 모델링 연구를 수행하며, 인체와 유사한 미세 환경을 재현하는 플랫폼 개발을 통해 차세대 신약개발의 정밀성과 신뢰성을 높이는 데 기여하고 있다.

연구팀은 멥스젠의 생체조직칩 플랫폼과 자동화 장비 ProMEPS™를 활용해 뇌졸중 병변 표적 약물 스크리닝용 뇌졸중 모델을 개발할 예정이다.

멥스젠이 축적해온 미세생리시스템 기술력과 다양한 연구 서비스를 바탕으로 개발·검증한 뇌혈관장벽 모델 ‘MEPS-BBB’를 기반으로 저산소 환경을 구현해, 뇌졸중의 병리학적 미세환경을 정밀하게 재현하고 동물실험을 대체할 수 있는 차세대 약물 평가 플랫폼을 제시하는 것을 목표로 하고 있다.

또한 연구팀은 혈관 내피세포에서 발생하는 변화를 다각도로 관찰하고 이를 허혈성 병변 특이적 약물 스크리닝에 활용할 계획이다.

이는 전 세계적으로 연구가 부족한 분야로, 향후 치료제 평가 플랫폼의 새로운 표준을 제시할 것으로 기대된다.

김용태 대표는 “이번 협약은 뇌졸중 분야에서 혁신적인 약물 평가 플랫폼을 개발하기 위한 의미 있는 도전”이라며, “멥스젠이 선도적으로 축적해 온 미세생리시스템 기술력과 연구팀의 심층적 연구 역량을 결합해 동물실험의 한계를 극복하고, 정밀하고 신뢰성 있는 신약개발 평가 체계를 구축해 나가겠다”고 말했다.

㈜멥스젠(Mepsgen Co., Ltd.)은? ㈜멥스젠은 미세유체역학(microfluidics) 기술을 기반으로 인간의 주요 장기 내 세포 조직의 구조와 기능을 미세 환경에 모사한 3차원 생체조직칩을 통해 동물실험의 한계를 극복하고 임상시험의 성공률을 높여 신약 개발의 패러다임의 전환을 목표하는 바이오텍이다.

2019년 조지아 공과대학(Georgia Institute of Technology)의 김용태 교수와 메사추세츠 공과대학(MIT) 로버트 랭거(Robert Langer) 교수가 공동으로 설립한 ㈜멥스젠의 사업 분야로는 미세유체역학 기술 기반의 인간 생체조직칩 플랫폼과 미세유체역학 및 미세와류(microvortex) 기술을 통한 나노입자 제조 플랫폼이 있다.

주력 사업 분야인 생체조직칩 개발 사업에서는 세계 최초로 3차원 조립구조의 플라스틱 칩 대량생산에 성공했으며 대표 모델인 뇌혈관장벽(Blood-Brain Barrier) 칩(MEPS-BBB)을 제약사 및 학교/병원 연구소에 판매하고 약물 연구 서비스를 제공하고 있다.

2023년 11월에 출시된 올인원 생체조직 배양 자동화 장비 프로멥스(ProMEPS™)는 세계 최초로 생체조직 모델을 세포배양부터 모델 품질 측정까지 전 과정을 자동화함으로써 높은 재현성의 다양한 장기 조직 모델(간, 피부, 폐, 신장 등)을 효율적으로 개발할 수 있어 사용자의 편의성을 극대화할 것으로 기대되고 있다.

더불어 ㈜멥스젠의 고유 기술인 균일한 지질 나노입자를 생산하는 플랫폼 기술을 통하여 mRNA와 ASO 등의 치료 물질들을 효과적으로 나노입자에 봉입하는 대량생산 기술을 개발하였으며 실험실에서 사용할 수 있는 연구용(lab-scale) 나노입자 제조 자동화 장비 ‘나노칼리버(NanoCalibur™) Lab’을 2024년 10월에 출시한데 이어 임상 및 상업용 제조에 사용 가능한 ‘나노칼리버 GMP’를 2025년에 3월에 선보였다.