"바이오 대기업도 찾는다"···코로나19 치료 위한
등록날짜 : 2021.08.25작성자 : 와이바이오로직스
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와이바이오, 30억 들여 비콘(Beacon) 도입
세포주 실시간 추적·관찰 기능 갖춰
배양 시간 14주→7일로 단축
박영우 대표, "국내 장비 중 가장 최신"
연구자가 세포들이 포함된 칩을 비콘(Beacon)에 투입해 작동시키고 있는 모습.
칩 하나에 1700개의 세포(Cell)가 들어간다.
인간항체 라이브러리 전문기업 와이바이오로직스(대표 박영우). 연구소에 들어서니 세포배양실 안쪽으로 대형 장비가 눈에 들어온다. 언뜻 보기엔 용량이 큰 냉장고가 아닐까 싶었다. 그런데 장비 한 대 가격이 30억원에 이른다는 설명이 이어진다. 세포주 개발에 필수인 '비콘(Beacon)'이라는 장비다. 국내에서도 단 3대 뿐이란다.
박영우 대표는 비콘을 도입한 배경에 대해 "단백질을 이용해 만드는 백신이나 치료제를 만들 때 세포주를 배양하는 시간이 오래 걸리면 국제적 경쟁력이 떨어지게 된다"며 "이 시간을 획기적으로 줄일 장비가 필요했다"고 말했다. 그는 "국내에 몇 없는 장비"라며 "연구진들이 세포주를 개발할 때 이 장비가 파워풀(Powerful)한 성능을 발휘할 것"이라고 힘주어 말했다.
와이바이오로직스는 지난 5월 약 30억원을 투입해 미 캘리포니아 소재 바이오 기업 버클리 라이츠(Berkeley Lights)로부터 비콘(Beacon)을 자사 연구소에 도입했다. 비콘은 세포주 개발 시간, 절차를 대폭 줄이며 연구개발 효율성을 높이는 것으로 알려진다. 박영우 대표에 의하면 연구자들은 이 장비를 이용해 생산 세포의 생존 능력과 생산성을 종합적으로 평가해 단일 세포 클론을 빠르게 선별할 수 있다. 항체 전문기업 와이바이오로직스의 연구진들에게 날개가 달린 셈이다.
비콘은 연구용을 포함해 국내 총 3대에 불과하다. 현재 한국기초과학지원연구원과 삼성바이오로직스, 그리고 와이바이오가 각각 1대씩 가지고 있다. 박영우 대표는 "현재 와이바이오가 들여온 비콘이 가장 최신 장비"라고 강조했다. 그는 "비용 측면에서 국내 바이오 대기업조차 비콘 장비를 들여오는 데 어려움을 겪는다"며 "세포주 개발을 위해 우리 회사를 찾는다"고 설명했다.
박영우 대표는 "코로나19 바이러스를 잡기 위한 항체를 개발하는 과정에서 세포주를 만드는 데 시간이 최소 6개월 정도 걸린다"라며 "1상부터 3상까지 오랜 기간이 걸리는 임상 과정에서 비콘 장비를 이용해 생산 세포주를 만드는 데 시간을 획기적으로 단축할 수 있다"고 강조했다.
'단일 세포 검사'(Single cell screening)는 세포 풀(Cell pool)에서 선별된 가장 좋은 세포주의 기능을 하나씩 테스트하는 과정이다. 기존 세포주를 배양할 때 약 14주가 소요된다. 하지만 비콘 장비를 이용하면 배양 시간을 7일 이내로 줄일 수 있다.
세포주 개발은 인간의 면역 능력 향상을 위한 항체 의약품을 생산할 때 꼭 필요한 과정이다. 세포주 개발과정은 크게 ▲코돈 최적화(Codon optimization) ▲형질도입(Transfection) ▲세포 풀 검사(Cell pool screening) ▲단일 세포 검사(Single cell screening) ▲RCB 후보 선택(RCB candidate selection) ▲RCB 저장 ▲세포주 안정성 확인(Cell line stability)으로 나뉜다.
비콘(Beacon®) 내부에서 세포가 배양되는 모습을 실시간 추적·관찰한 모습. Assay(세포주 발현 확인)과정에서 세포가 선명하게 보일수록 세포주로서 적합성을 가진다.
연구자들은 비콘을 통해 ▲단일세포 추적(Load cell count) ▲최종 세포 수(Final cell count) ▲세포 분열 시간 측정(Double time) ▲단일 세포 생산능력 측정(Final rQp) 등 다양한 수치들을 실시간으로 확인할 수 있다. 특히 단일세포 추적을 통해 1개의 세포가 분열되는 과정을 보여주는 이미지를 연속 추적할 수 있다. 단일 세포당 생산능력을 측정할 때 세포 배양 속도가 빠를수록 치료제로 적합한 항체라고 간주한다.
박영우 대표는 코로나19 치료를 위해 장비를 이용하는 연구자들을 향한 당부의 말도 덧붙였다. 그는 "와이바이오가 항체 개발을 위한 자체 연구도 진행하지만 비콘 장비를 필요로 하는 분들에게 적절한 기술을 제공하도록 노력하겠다"고 강조했다.
비콘 이외에도 와이바이오에는 ▲맥시사이트(MaxCyte STX) ▲옥텟 HTX(Octet HTX) ▲바이셀(Vi-CELL Blu) ▲세포 메트릭(Cell matrix) ▲엠버15(Ambr15) 등 세포주 개발을 위한 전 장비를 구축했다.
맥시사이트는 안정적으로 형질주입(Transfection)된 생산 세포주 유전자가 외부 환경에서 생존 능력을 갖추도록 도와주는 장비다. 세포 풀 검사(Cell pool screening) 기능을 갖춘 옥텟 HTX는 최대 96개의 세포 샘플(IgG sample)을 동시 분석할 수 있다. 연구자들은 바이셀을 활용해 배양 세포 수를 측정(Cell counting)하고 정량 접종(Normalization)을 할 수 있다. 세포 매트릭은 초고화질 화면을 통해 단일 세포가 성장하는 모습을 보여준다. 엠버15는 세포 배양에 필요한 배지, 산소, pH 등 다양한 조건을 최적화하는 기능을 갖췄다.
◆용어설명
▲코돈 최적화(Codon optimization): 단백질을 최적화된 유전자(코돈)로 제작하는 과정이다. 생산 세포주 생존 능력과 단백질 의약품 생산능력 향상을 목적으로 한다.
▲RCB(Research Cell Bank): 연구용 세포 은행을 의미한다. 연구 재료로서 배양 세포주를 예치하면서 이용을 희망하는 연구자에게 세포를 공여하는 시설이다.
▲배지(culture medium): 배양체가 성장하는 데 필요한 영양 성분과 연구를 위한 특수 성분을 혼합한 물질이다.
