진주 세라믹기술원, 항체 치료제 '2-in-1' 신기술 개발

기존 대비 용해도 1.8배 향상, 칼슘만으로 95% 고순도 정제 성공

경남 진주 소재 한국세라믹기술원 김성현 박사 연구팀이 차세대 항체 치료제의 핵심 원료인 '항체 단편(scFv, 미니 항체)'을 쉽고 빠르게 대량 생산할 수 있는 혁신 플랫폼 기술인 CSQ-tag를 개발했다.

'CSQ-tag'는 만들기 까다로운 단백질의 생산 한계를 극복한 플랫폼 기술이다. 침투력이 뛰어난 '항체 단편(scFv, 미니 항체)'은 제조 시 단백질이 쉽게 뭉치고 고가의 정제 장비가 필요해 대량 생산에 제약이 컸다. 하지만 연구팀이 새롭게 개발한 기술을 적용하면 단백질을 뭉침 없이 잘 녹게 만들고 고가의 장비 대신 칼슘만으로 고순도 분리가 가능해 생산 효율과 경제성을 획기적으로 높일 수 있게 됐다.

실제로 4가지 종류의 대표적인 항체 단편(anti-VEGF, anti-CD3, anti-CD19, anti-HER2)에 기술을 적용해 본 결과 용해도가 기존 대비 1.8배(평균 83% 이상) 높아졌으며 단백질이 뭉치지 않고 잘 유지 됐다.

▲김성현 박사(오른쪽)와 이종환 학생연구원. ⓒ한국세라믹기술원

고가의 정제 장비 대신 '칼슘'만으로 불순물을 걸러내 95% 이상 깨끗하게 정제할 수 있게 되고 정제 후에도 약효가 그대로 보존되어 기존 방식보다 단백질을 얻어내는 양(회수율)이 3배 이상(약 62%) 크게 늘었다.

일반적인 미생물 배양 환경에서도 약효 성분을 쉽게 만들어낼 수 있게 돼 앞으로는 고가의 암 치료제 등을 훨씬 빠르고 저렴하게 공급할 수 있게 됐다.

한국세라믹기술원 김성현 박사는 "이번 연구는 항체 의약품 생산의 가장 큰 걸림돌이었던 공정 복잡성과 낮은 수율 문제를 동시에 해결한 것이다"며 "바이오의약품 제조 비용을 획기적으로 낮추는 생산 패러다임의 전환점이 될 것이다"고 밝혔다.

이번 연구는 산업통상부에서 지원하는 한국세라믹기술원 출연사업과 중소벤처기업부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며 생물학 분야 상위 10% 국제 학술지이며 Nature 자매지인 Communications Biology에 게재돼 기술적 우수성을 인정받았다.