충북대 약학대학 홍진태 교수(의과학연구센터장 겸 약학대학장) 실험실에서 합성한 신물질 ‘MMPP’의 STAT3 억제를 통한 각종 염증성 질환 특허가 지난 9일 미국에서 최종 등록됐다.
이는 홍 교수 연구실에서 STAT3을 타깃으로 하는 치료제 개발 연구를 시작한 이래 10여년 만의 성과다.
STAT3은 인간 세포에서 여러 유전자의 전사에 관여하는 전사조절인자로 정상 상태에서는 외부로부터 싸이토카인(Cytokine)이나 성장인자(Growth factor)들에 의한 신호전달에 반응해 세포질에 존재하던 STAT3가 핵 안으로 이동하면서 세포의 발달, 분화, 생장, 생존, 신생혈관합성 및 면역기능 유전자들을 조절하는 역할을 한다.
하지만 STAT3이 암의 발생에 핵심적인 유해 역할도 수행하는데 실제 수많은 악성종양, 동물모델 실험, 암환자들에서 활성화된 STAT3이 발견되며 암을 유발하는 다양한 유전자 발현을 조정한다는 연구결과들이 보고돼 있다.
홍 교수가 관심을 가진 것은 바로 STAT3의 이 같은 상반된 기능과 연관된 다양한 질환 치료에 사용 할 수 있는 약물 개발이다.
홍 교수는 “10여 년 전 STAT3을 억제하는 물질 개발의 단초는 우연히 양잠 산업의 부산물로 나오는 타이로신(Tyrosine) 단백질을 재활용할 상업적 방안을 찾으려는 충북대 식품 공학과의 시도에서 비롯됐다”고 말했다.
이때 부산물인 타이로신 단백질과 과당을 고온 고압에서 반응시키면 메일러드(Mailard) 반응에 의해 여러 물질이 얻어지는데, 이 과정에서 부테날(Butenal)이라는 신물질이 분리됐고 약리 기전의 규명을 목적으로 약학대학으로 이 물질이 이전되면서 이번 연구가 시작됐다.
이후 수많은 동물 실험을 통해 암 세포와 각종 염증성 질환에 대한 차별화된 효능들이 확인되면서 이 물질에 대한 기대가 더 부각됐고, 관련된 수 많은 논문 발표와 특허 출원이 이어졌다.
하지만 메일러드 반응에 의해 생성된 물질 중 발암 유발 성향을 지닌 것들이 많고 부테날 역시 이렇게 생성된 물질 중 하나기에 이러한 의혹에서 자유롭지 못했다.
홍 교수는 이 문제 해결을 위해 정량구조활성분석(Quantitative Structure Activity Relationship : QSAR) 기법을 도입해 물질의 독성과 약물 대사를 예측 하고 실제 제약 기업을 통해 물질의 약물가능성(Druggability) 검증을 시도했다.
그는 “3년간 독성 문제 해결과 생산 경제성, 효능 모두를 갖춘 최적의 물질을 찾기 위해 연구한 결과 탄생시킨 물질이 ‘MMPP’”라며 “유전 독성을 포함한 독성의 문제도 없는 것이 QSAR을 통해 확인됐고 외부 임상시험수탁기관의 실제 비임상시험을 통해 그 결과를 확증했다”고 설명했다.
이어 “특허 전략에 따라 그동안의 연구들을 학회나 학술지에 발표하지 않고 있다가 특허 출원 후 비슷한 시기에 ‘MMPP’와 관련한 연구결과 논문만 8편을 쏟아냈고 그 중에 한 연구결과는 2017년 의학 최고 권위 국제학술지인 ‘테라노스틱스(Theranostics)’에 실린 바 있다”고 밝혔다.
홍 교수 연구실 측은 이미 ‘MMPP’의 염증과 관련해 국내에 한정한 특허를 한 제약회사에 기술을 이전했으며 현재 여러 제약회사들의 관심 속에 세계 판매 권한을 포함한 ‘MMPP’ 전체 기술 이전 논의가 활발히 진행되고 있다고 전했다.
이와 함께 물질 제조 원천특허까지 갖춘 ‘MMPP’ 물질의 STAT3 관련 물질 및 암·염증성질환·알츠하이머질환 치료제 전체 기술의 평가는 외부 평가기관을 통해 확인된 가치만 최소 80억 원 이상일 것으로 추정되고 있다.
한편 홍 교수팀의 신물질 ‘MMPP(2-Methoxy-4-(3-(4-Methoxyphenyl)Prop-1-en-1-yl)Phenol)’는 지난해 미국에서 물질 원천 특허를 받은데 이어 올해 2월 암 질환 특허로 또다시 승인을 받았으며 지난 9일 각종 염증성 질환 특허를 받았다.
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