[BioS] 뼈 조직 퇴행화, 셀루메드의 조직공학적 접근법

조직공학(Tissue Engineering)은 완벽에 가까운 조직 또는 장기의 대체물을 만들어내는 학문으로, 그 궁극은 자가줄기세포 유래 '인공장기' 정도로 설명할 수 있겠다. 이는 화상환자를 위해 만들어진 인공피부 개발을 시작으로 현재는 연골, 요도, 방광 등이 임상시험 막바지에 이르렀고, 이를 이용해 심장판막, 뼈와 같은 구조적 장기와 혈관, 이자, 간, 신장, 신경조직과 같은 기능적 장기에 대해서도 활발한 연구가 진행중이다.

인간이 살아가며 가장 명확히 퇴행화를 거치는 조직이 근육과 뼈 조직이 아닐까 생각한다. 하여 뼈 조직에 대한 퇴행화를, 이러한 조직공학적 접근으로 해결하고 있는 셀루메드에 대해 소개해보고자 한다.

셀루메드, 코리아 본 뱅크

셀루메드는 1997년에 ‘코리아본뱅크’라는 이름으로 설립되어, 지금까지 정형외과 관련 의료기기 및 바이오시밀러를 개발하고 판매하는 회사다. 당사는 동종조직을 가공, 처리하는 인체조직은행으로 Biologics 및 인체조직 이식재 분야에서 현재 관련 국내시장 점유율 1위를 달리고 있다.

뼈와 관련된 정형외과 분야에서 종합적인 제품 라인업을 갖춰 판매 중에 있고, 바이오시밀러 R&D도 진행하고 있다. 이 회사의 정체성을 설명하기 위해선 셀루메드라는 이름보다는 '코리아 본 뱅크'라는 말이 더 어울릴지 모르겠다.

구체적으로 동사는 'Allograft - 동종이식재'로 경골조직, 연골조직, 힘줄, 피부조직 그리고 척추골 이식재를 생산한다. 또한 동종이식재의 공급부족을 메꾸기 위해 소(Bovine)와 돼지(Porcine)를 이용하여 'Xenograft - 이종이식재'를 사용한 제품들도 생산된다. 생물학적으로 분화를 유도하여 만든 제품군(Biologics)에는 뼈 스폰지, 뼈가루 등이 있고 뼈 생성과 관련한 단백질(BMP)*의 바이오시밀러도 이러한 파이프라인에 포함된다. *BMP = Bone Morphogenetic Protein(뼈 형성 단백질)

뼈를 이식하는 방법, 탈회골에 대하여

앞서 말했듯 결손부위에 이식할 뼈물질로 동종이식재 또는 이종이식재를 사용하여 DBM preparation 과정을 진행한다. DBM(Demineralized Bone Matrix)은 탈회골이라 칭한다. 탈회골이란 생체 재료의 뼈대부분을 생산 또는 채취하여 화학적 처리과정을 거친 재료이다. 쉽게 말해 미네랄을 제거한 구멍 뚫린 뼈재료라고 생각하면 된다.

골 손상부에 이러한 탈회골이 이식되면, 생체에서는 탈회골이 건강한 뼈가 될 수 있도록 하는 유도 성장인자가 방출되며, 이를 골전도(Osteoinductive) 현상이라 한다. 손상된 뼈에의 골이식에는 이러한 형태의 탈회골 제품들이 필수적으로 사용되며, 셀루메드는 여러 형태의 탈회골 시리즈를 연구한다.

BMP(Bone Morphogenetic Protein)에 대하여

Bone Morphogenetic Protein은 우리 몸에서 자연히 발생되는 뼈 형성 단백질이다. 대략 20개 정도의 BMP가 있으며 이를 BMP그룹이라 부를 수 있다. BMP그룹에서 골전도(Osteoinductive)와 관련된 단백질은 BMP-2, BMP-4, BMP-6, BMP-7 그리고 BMP-9가 있다. 이들의 주된 역할은 뼈의 빈 공간에서 뼈의 형성과 유지를 돕는 것이다.

BMP-2는 가장 강력한 뼈 성장인자로, 중간엽줄기세포(MSC)와 골전구세포(Osteoprogenitor cell)의 분화를 촉진한다. BMP-2의 재조합 단백질인 rhBMP-2는 유일하게 뼈접합의 목적으로 FDA에 의해 승인되어 판매중에 있다. rhBMP-2는 악관절접합, 외과적골손상, 요추접합 등에 적응증을 갖고있고, 이에 해당하는 제품은 Medronic의 InFuse(R)이다.

골 형성 능력에 있어 BMP-7은 BMP-2에 필적하지 못하지만, 조골세포의 분화를 촉진시키는 역할을 하고 후기 골 형성에서 큰 역할을 하기 때문에 BMP-2의 보조재로 사용이 가능하다. 임상시험을 통해 그 약효를 증명하지 못해서 미 FDA에서는 이 BMP-7을 인도적 의료기기- HUD("Humanitarian Use Device")로 규정한다. 이에 해당하는 제품은 Stryker사의 OP-1이 있다. OP-1은 BMP-7의 다른 이름이다.

InFuse(R)와 OP-1은 현재 BMP 시장을 독점하고 있다.

셀루메드, Rafugen BMP-2 DBM Gel

앞서 DBM은 '뼈가루 - 탈회골'이라고, BMP는 뼈 형성 단백질이라 언급한 바 있다. 골 형성에 있어서 각각 의미있지만 이 둘의 시너지는 상당할 것이다. Rafugen BMP-2 DBM Gel은 탈회골가루(DBM)에 조골단백질(rhBMP)을 섞어, 뼈 결손 부위에 주입할 수 있는 겔 형태의 약품이다. 이것이 겔 형태라 가지는 특장점은 탈회골 분말이 골 결손 부위에서 이탈하는 것을 막고, 난형상을 취하고 있는 뼈의 구조부에 적절히 모양을 변형시켜 충진이 가능하다는 것이다.

(▲셀루메드)

또한 셀루메드의 Rafugen MPP-2는 CHO Cell 배양 방식을 사용하여, 기존 대장균 유래 제품보다 치료효과가 좋다는 것과 같은 효과를 내기 위한 단백질의 농도가 상대적으로 훨씬 적어 부작용에 대해 훨씬 더 안전성이 높다는 장점도 지니고 있다는 분석이다.

이 라퓨젠 BMP-2 DBM Gel은 의료기기 510(K)*의 Class2 등급에 해당하여 FDA승인 시에 즉시 시판이 가능하다.

마치며

셀루메드는 라퓨젠 BMP-2 DBM Gel의 미국 의료기기 품목허가(510K)를 받기 위하여 2012년부터 분투중이다. 까다로운 심사기준에 여러번 미승인의 고비를 겪어야 했지만, 셀루메드는 2016년 또 한번 FDA의 문을 두드리고 있다. 2016년 4월 신청을 기준으로 현재 대기기간 5개월차에 접어들었다. 의료기기에 대한 미 FDA승인은 6개월 내 61%, 9개월 내 86%, 1년 내 95%가 발표되므로 승인에 대한 가능성은 아직 열려있다. 또한 셀루메드는 지난 7월 인공무릎관절(LF Knee System)의 등록허가를 신청했다. 이에 대한 FDA의 승인여부에 관심이 모아지고 있다.