충북약대 연구팀, 신약개발 물질 'MMPP' 미국 특허

• 홍진태 교수팀, STAT3 억제로 염증성 질환 약효·안전성 확인

충북대학교 약학대학 홍진태 교수 연구팀이 합성한 신약 개발물질 MMPP의 미국 특허를 획득했다고 13일 밝혔다.

충북약대 연구팀은 '신물질 MMPP의 STAT3 억제를 통한 각종 염증성 질환 특허'를 지난 9일자로 미국에서 최종 등록했다.

연구팀은 물질 제조 원천특허를 갖춘 MMPP 물질의 STAT3 관련 암·염증성질환·알츠하이머질환 치료제 전체 기술은 외부 평가기관을 통해 확인된 가치만 최소 80억 원 이상이라고 주장했다.

MMPP의 탄생 배경을 살피려면 STAT3 이해가 필요하다.

STAT3는 인간 세포에서 여러 유전자의 전사에 관여하는 전사조절인자다. 정상 상태에서는 외부로부터 싸이토카인(Cytokine)이나 성장인자(Growth factor)에 의한 신호전달에 반응한다.

세포질에 존재하는 STAT3가 핵 안으로 이동하면서 세포의 발달·분화·생장·생존·신생혈관합성·면역기능 유전자들을 조절하는 역할을 한다.

STAT3는 암의 발생에 핵심적인 유해 역할도 수행한다.

STAT3 억제 물질 개발은 충북대 식품공학과가 10여년 전 우연히 양잠 부산물로 나오는 타이로신 단백질을 재활용 방안을 찾으면서 시작됐다.

타이로신 단백질과 과당을 고온 고압에서 반응시키면 메일러드(Mailard) 반응으로 여러 물질이 발생한다.

이 과정에서 부테날(Butenal)이란 신물질이 분리됐고, 부테날의 약리 기전 규명을 위해 약대로 물질이 이전되면서 홍진태 교수 연구가 시작됐다.

이후 부테날은 다수 동물 실험에서 암세포와 각종 염증성 질환에 탁월한 효능이 확인됐고, 다수 논문 발표와 특허 출원이 이어졌다.

문제는 메일러드 반응으로 생성된 물질 중 발암 위험성이 확인되거나 빛과 열 안정성 수준이 낮은 경우가 대부분이란 점이었다. 부테날 역시 안전성·안정성 확인이 주요 과제로 꼽혔다.

홍 교수 연구팀은 과제 해결을 위해 분자 시스템의 특징적 구조나 화학적 특성과 분자 성질 사이에 존재하는 통계학적인 관련성 정량구조활성분석(Quantitative Structure Activity Relationship : QSAR) 기법을 도입해 물질 독성과 약물 대사를 예측했다.

이후 연구팀은 제약사와 물질의 약물가능성 검증을 시도했고, 약물의 효능이 확인됐지만 구조상 불안정성과 유전독성 문제도 나타나며 연구는 위기를 맞이하는 듯 했다.

하지만 연구팀은 부테날 약물 구조와 효능 확인을 토대로 유사 화합물 합성 전략을 세워 100여개 예상물질을 스트리닝하고 각 약물 간 합성 타당성을 분석하며 위기 극복에 나섰다.

연구팀은 "독성 문제 해결과 생산 경제성과 효능 모두를 갖춘 최적의 물질을 찾기 위한 연구가 이때부터 다시 시작됐다"며 "이 중 10여 가지의 물질이 실제 합성돼 3년이란 기간을 거쳐 기존 부테날과 약물성 종합 비교 시험으로 최종 물질이 확정됐다"고 설명했다.

이어 "이런 과정 끝 탄생한 물질이 MMPP다. 이 물질은 기존에 알려지지 않은 신 물질로 초기 원 물질인 부테날과 동등한 효능을 보였다"며 "특히 정량구조활성분석에서 빛과 열 안정성이 뛰어나며 유전 독성 등 독성 문제가 해결됐다"고 강조했다.

한편 연구팀은 로피바이오와 STAT3 항체 개발을 진행해 막바지 단계에 있다.