혈액-뇌 장벽, 뇌종양 및 CNS 치료의 최대 난관으로 남아

뇌교종(교모세포종)과 기타 중추신경계 질환 환자를 치료할 때 약물을 뇌로 전달하는 일은 여전히 가장 중대한 장벽 중 하나다. 약 1억 년에 걸쳐 뇌를 외래 분자로부터 보호하도록 진화한 혈액-뇌 장벽은 대부분의 치료제가 종양에 도달하는 것을 차단한다.

이 장벽은 뇌의 모든 혈관을 둘러싸며 많은 치료가 치료 농도에 도달하는 것을 막는다. 항체, 유전자 치료, 세포 치료를 포함한 생물학적 제제(biologics) 가운데 실제로 뇌에 도달하는 비율은 약 0.01%에 불과하다. 그 결과 전신에 영향을 미치면서도 종양에 치료 수준에 해당하는 충분한 약물이 들어가지 않는 사이에서 어려운 상충관계가 발생한다.

temozolomide 같은 소분자 약물은 어느 정도 장벽을 통과할 수 있어 수년 전부터 FDA 승인을 받아 사용돼 왔다. 그러나 이러한 약물은 대개 질병 진행을 늦출 뿐, 이를 멈추지는 못한다. 장기적 조절 측면에서 가장 큰 잠재력을 지닌 치료는 생물학적 제제지만, 이들은 더 큰 전달 문제에 직면한다.

이 과제는 재발성 교모세포종에만 국한되지 않고 중추신경계 질환 전반에 광범위하게 적용된다. 연구자들은 이러한 질환의 생물학에 대해 많은 것을 이해하고 동물 모델에서 강력한 결과를 보이는 약물을 개발해 왔지만, 그 성과를 사람에게로 옮기는 과정은 종종 약물 전달 문제로 제한돼 왔다.

제약사들은 불확실한 일정의 초기 발견 단계 플랫폼보다 사람 데이터로 뒷받침되는 임상 단계 및 후기 단계 프로그램을 점점 더 우선시하고 있다. 자본이 전임상 혁신을 강하게 선호하던 시기를 지나, 투자자와 인수 주체들은 이제 안전성 신호, 유효성 데이터, 그리고 상용화로 이어지는 더 명확한 경로를 보여주는 자산에 집중하고 있다.

이처럼 변화하는 환경에서 종양학과 중추신경계 적응증 전반에 걸친 다각화된 임상 단계 포트폴리오를 보유한 기업들이 다시 주목받고 있다. Oncotelic Therapeutics는 최근 자사의 독점 TGF-β antisense 치료 플랫폼인 OT-101에 대해 국제 지식재산권 범위를 확대했다고 발표했다. 이번 개발은 혈액-뇌 장벽을 통과하는 것을 목표로 하는 신경학, 종양학 및 CNS 약물 전달 기술 전반에 걸친 보호를 강화한다.

중추신경계 질환은 전 세계적으로 가장 크고 복잡한 치료 영역 중 하나다. World Health Organization는 신경학적 질환이 전 세계 장애의 주요 원인 중 하나이며, 전 세계 인구의 3분의 1 이상에 영향을 미친다고 보고한다.

University of California, Santa Barbara 연구진은 비천연 아미노산의 합성을 크게 간소화하는 획기적인 접근법을 개척했다. 이 아미노산들은 펩타이드 구성에 핵심이지만, 생물학적 시스템에서 자연적으로 암호화되는 표준 22개 아미노산을 넘어서는 범주다. 곧 Journal of the American Chemical Society에 게재될 이 연구는 펩타이드 조립을 위한 다양한 기능성 아미노산에 전례 없이 폭넓게 접근할 수 있도록 하는 간편하고 효율적인 합성 전략을 제시한다.

새 방법은 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 화학 출발 물질에서 시작하는 금 촉매 반응 연쇄를 활용한다. 이 접근은 입체선택성을 극대화할 뿐 아니라 정제 및 준비 단계를 단순화한다. 또한 혁신적 방법은 생성된 아미노산의 카복실산기를 즉시 펩타이드 결합 형성에 적합하도록 활성화해, 여러 흔한 합성 병목을 우회한다.

펩타이드에 비천연 아미노산을 손쉽게 포함할 수 있게 되면 약물 개발자는 치료 효능을 크게 높일 수 있는 도구를 갖추게 된다. 펩타이드 치료제는 비만과 당뇨병 같은 복잡한 건강 상태 치료에서 변혁적 영향을 보여 큰 주목을 받아 왔으며, Ozempic 같은 약물이 펩타이드 기반 치료의 유효성을 입증하고 있다.