2024년 임상, GFRA1 결합 Wnt 신호 활성화 혁신신약 후보

기존 치료제 단점극복, 남·여사용 가능한 글로벌 신약 겨녕

▲JW중외제약은 지난 25일 서울 마포구 소재 KPX빌딩에서 국가신약개발사업단과 Wnt 표적 탈모치료제 ‘JW0061’ 연구개발 협약을 체결했다. 체결식에서 박찬희 JW그룹 CTO(왼쪽)와 묵현상 국가신약개발사업단 단장.

JW중외제약(대표 신영섭)은 Wnt 표적 탈모치료제 ‘JW0061’이 ‘2023년도 1차 국가신약개발사업’ 지원 과제로 선정돼 국가신약개발사업단(단장 묵현상)과 연구개발 협약을 체결했다. 

28일 JW중외제약에 따르면 이번 협약으로 국가신약개발사업단으로부터 향후 2년간 JW0061의 비임상 연구비를 지원받게 된다. 

국가신약개발사업은 국내 제약바이오 산업의 글로벌 경쟁력 강화와 국민건강 증진을 위해 국가가 신약개발 전주기 단계를 지원하는 범부처 연구·개발(R&D) 사업이다. 

JW중외제약은 2021년 국가신약개발사업단 출범 이래 이번 JW0061 비임상 연구를 비롯해 STAT3 표적항암제 JW2286 비임상 연구, STAT3 타깃 아토피 피부염 신약 후보물질 최적화 연구 등 총 3건의 연구 과제를 지원사업에 이름을 올렸다. 

2017년에는 범부처신약개발사업단 비임상 지원과제로 2018년 덴마크 레오파마에 기술수출한 아토피 피부염 신약후보물질 ‘JW1601(히스타민 H4 수용체 길항제)’이 선정된 바 있다.

JW중외제약은 2010년대부터 화학·생물 정보학 빅데이터에 더해 AI(인공지능)·딥러닝(기계학습) 기반의 자체 데이터 사이언스 플랫폼 ‘주얼리’와 ‘클로버’를 구축해 왔다. 이를 통해 Wnt, STAT 등을 타깃으로 하는 항암·재생의학·면역질환 분야의 신약후보물질을 지속 창출하고 있다.

JW0061은 피부와 모낭 줄기세포에 있는 Wnt 신호전달경로를 활성화해 모낭 증식과 모발 재생을 촉진시키는 혁신신약(First-in-Class) 후보물질로 ‘주얼리’를 통해 발굴됐다.

Wnt 신호전달경로는 배아 발생 과정에서 피부 발달과 모낭 형성에 중요한 역할을 하며, 피부 줄기세포가 모낭 줄기세포로 변해 모낭으로 분화하는데 필요하다. 특히, 모근 끝에 위치해 모발의 성장과 유지를 조절하는 모유두(Dermal Papilla) 세포 증식에도 관여한다.

JW중외제약은 지난해 11월 일본에서 열린 ‘Wnt 2022’ 학회에 참가해 JW0061 전임상 결과를 최초로 공개했다. 발표 내용에 따르면, JW0061이 모유두 세포에 있는 GFRA1 단백질에 직접 결합해 Wnt 신호전달경로가 활성화되는 작용기전을 새롭게 확인했다. 이는 발모 작용기전을 규명한 저분자 약물의 최초 보고 사례로 주목을 받았다.

이와 함께 위약군 대비 JW0061의 우수한 모발 성장과 모낭 신생성 효과를 확인한 동물실험 결과도 공개했다. 모발의 성장은 생장기, 퇴행기, 휴지기 순으로 세 단계가 주기적으로 반복되는데, 평균 50일 이상 소요되는 생장기 진입 시점을 JW0061 도포로 30% 이상(15일) 앞당긴 결과다.

JW중외제약은 2024년 JW0061의 임상시험 개시를 목표로 GLP(Good Laboratory Practice, 비임상시험규정)에 따른 독성평가를 글로벌 기관에서 수행하고 있다. 이와 함께 임상용 약물 생산과 경피용 제제 최적화 연구를 진행하고 있다.

JW중외제약 관계자는 “JW0061은 남성 호르몬과 무관한 신규 타깃인 GFRA1을 특이적으로 활성화해 남성과 여성 탈모 환자 모두 사용이 가능하며 안전성도 우수할 것으로 기대하고 있다”며 “이번 국책과제 선정을 계기로 JW0061의 비임상 시험을 조속히 완수하고 기존 탈모치료제를 보완, 대체하는 글로벌 혁신신약으로 개발하겠다”고 말했다.

데이터 사이언스 ‘주얼리’ 클로버 통해 Wnt, STAT 타깃 

항암-재생의학-면역질환 분야 신약후보물질 지속 창출

■ 탈모 질환 및 치료제 시장 ? 

탈모는 유전적 요인, 자가 면역 질환, 정신적 스트레스 등 다양한 원인에 의해 일어나며, 환자 수가 급증하고 있다. 현재 대표적인 1차 탈모치료제는 피나스테리드, 두타스테리드, 미녹시딜이 있다. 

피나스테리드와 두타스테리드는 남성 환자에게 처방되며, 기전 특이적 부작용 발생 가능성이 있다. 

미녹시딜은 주로 여성 환자에게 처방되며 발모 기전이 불명확하고 투약 중단 후 탈모가 곧 재발하는 것이 단점이다. 이 같은 상황 때문에 발모 작용기전이 명확하고 남성과 여성 모두가 안전하게 사용할 수 있는 탈모치료제에 대한 미충족 수요가 매우 크다. 

미국국립보건원에 따르면, 탈모는 전 세계 남성 42%가 앓고 있으며, 미국의 경우 약 8000만명(전체 인구의 25%)으로 추정하고 있다. 대한탈모학회는 국내 탈모 인구를 1000만명(전체 인구의 20%) 수준으로 추산하고 있다. 

시장 조사기관 통계를 통해 분석한 글로벌 탈모치료제 시장은 2021년 기준 10조원 규모이며 관련 시장은 매년 8.2%씩 성장, 오는 2028년에는 현재의 약 두 배인 16조원 가까이 그 규모가 커질 것으로 전망된다.(Research and Markets, 2021)

■ Wnt 신호전달경로(Wnt signaling pathway)에 관하여..

Wnt 신호전달경로는 선충, 초파리부터 포유동물에 이르기까지 모든 종을 초월하여 존재하며, 세포의 증식·분화, 각 기관 발생 및 형태 형성에 필수적인 역할을 한다는 것이 지난 40여 년 동안 다양한 연구에서 밝혀졌다.

Wnt 경로를 저해하면 여러 조직 내 암세포의 형성과 증식, 전이가 억제된다. 이와 반대로, Wnt 경로 활성화는 줄기세포 촉진과 세포 증식 유도를 통해 조직 재생에 관여한다. 이처럼 Wnt 경로는 인간의 많은 질병에 영향을 끼치지만, 현재까지 이 경로에 관여하는 신약은 없다.

■ 데이터 사이언스 플랫폼 기반 Wnt·STAT 타깃 혁신신약 연구개발

JW중외제약은 2010년대부터 화학·생물 정보학 빅데이터에 더해 AI(인공지능)·딥러닝(기계학습) 기반의 자체 데이터 사이언스 플랫폼 ‘주얼리’와 ‘클로버’를 구축해 왔다. 이를 통해 Wnt, STAT 등을 타깃으로 하는 항암·재생의학·면역질환 분야의 신약후보물질을 지속 창출하고 있다.

JW중외제약은 2000년대 초반부터 Wnt 타깃의 신약 R&D에 집중하고 있다. 현재는 Wnt 신호전달경로에 특화된 ‘주얼리(JWELRY, JW Excellent LibraRY)’를 핵심 원천기술로 활용 중이다. 주얼리는 Wnt 경로에 관여하는 수만 종류의 화합물 라이브러리와 Wnt 경로의 저해 및 활성을 분별하는 약물평가와 기전연구 기술이 기반이다.

현재 주얼리를 통해 JW0061뿐 아니라 다양한 신약 후보물질을 찾아내고 새로운 과제를 창출하고 있다.

JW중외제약은 이 밖에도 연구법인 C&C신약연구소가 구축한 (CLOVER, C&C research Laboratories Omics serVER)를 통해 STAT 단백질을 타깃으로 하는 신약 개발에도 적극 나서고 있다. STAT3 표적항암제 JW2286 외에도 STAT3 아토피치료제, STAT5 표적항암제(혈액암), STAT3-ADC 항암치료제(고형암) 등 STAT 단백질 각 아형에 특화된 혁신신약 후보물질 발굴에 집중하고 있다. 

또한 자체 신약후보물질의 새로운 적응증을 탐색하고 개발 가능성을 검증하기 위해 국내외 바이오텍의 AI(인공지능), 오가노이드 플랫폼 등을 접목하는 공동 연구를 활발히 전개하고 있다.