보로노이는 경쟁력 높은 Kinase 정밀표적치료제를 효율적으로 개발하기 위해서 자체 인프라를 구축하여 연구개발 역량을 확대하여 왔습니다. 특히 개발 속도를 높이기 위해 자체 인공지능(AI) 기반 VORONOMICS®를 구축하여 연구개발에 활용하고 있습니다.
연구개발 인프라 및 역량 강화를 위한 노력은 자체 기술로 개발한 파이프라인의 글로벌 기술이전으로 이어졌고, 더불어 다양한 내부 파이프라인을 확보하는 초석이 되었습니다.
보로노이 배경과 목표
2015년 인천 송도에 설립된 신약개발 전문 벤처기업(한국 표준산업분류코드 기준 : 의학 및 약학 연구개발업)입니다. 자체 개발한 파이프라인으로 초기 임상개발(임상 1상~2상)에 집중하는 신약개발 전문기업으로 주로 폐암 및 유방암 등 항암제 분야 표적치료제 개발에 집중하고 있습니다.
보로노이는 자체 보유하고 있는 의약화학연구소, 바이오연구소, 실험동물센터 및 AI연구소를 통해 자체 개발한 후보물질을 이용해 초기 임상을 직접 수행하여 인체 약효를 검증하고, 글로벌 기술이전(License-Out, L/O)하는 사업 모델을 추구하고 있습니다.
보로노이 사업분야
주요 제품 요약 (보유 파이프라인)
EGFR Exon20 INS 돌연변이 타겟 비소세포폐암 치료제 (VRN07 / ORIC-114)
EGFR 돌연변이 비소세포폐암 가운데 EGFR Exon20 INS(Insertion) 돌연변이에 대한 선택적인 치료물질을 개발하여 글로벌 기술이전에 성공하였습니다.자체 개발한 EGFR Exon20 INS 돌연변이 타겟 물질은 EGFR Exon20 삽입 돌연변이로 인한 비소세포폐암에 높은 활성을 보이고 있습니다. 특히 글로벌 CRO인 Cyprotex社 검증 결과 뇌혈관장벽 투과율 (Kp,uu)이 77% 수준에 달해 뇌전이 발생이 50%에 달하는 비소세포폐암 뇌전이 환자에서 월등한 약효를 기대할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
EGFR Exon20 INS 돌연변이 타겟 치료제로는 2021년 05월 미국 FDA 승인을 받은 J&J의 아미반타맙이 있습니다. 아미반타맙의 경우 항체 치료제로 분자량이 높아 뇌전이 환자에서 제한적인 약효를 보이고 있는 상황이라, 50%에 달하는 뇌전이 환자에는 세포독성 항암제 외에는 마땅한 치료옵션이 없는 상황입니다.
더불어 파트너사(Licensee)인 오릭(ORIC)이 2023년 10월 ESMO에서 발표한 임상에 따르면 모집된 환자의 80% 이상이 뇌전이 환자였습니다. 다른 치료제들은 임상에서 활성형 뇌전이 환자를 제외함에 따라 많은 뇌전이 환자들이 임상에 참여하지 못하고 세포독성 항암제 치료로 빠져 뇌전이 환자 비율이 과소평가되고 있습니다. 이번 ESMO 발표에서 ORIC-114는 뇌전이 환자에서 투약 2개월만에 뇌로 전이된 암을 포함해서 모든 암이 사라지는 완전 관해 사례를 발표하여 우수한 치료효과 및 뇌 전이암 활성을 증명하였습니다.
본 파이프라인을 2020년 10월 미국 나스닥 상장사인 오릭(ORIC Pharmaceuticals, Inc.)에 최대 마일스톤 6억 2,100만 달러(계약금 1,300만 달러 포함)에 기술이전 하였습니다. 파이프라인의 임상개발을 진행하고 있는 오릭(ORIC)의 창업자와 경영진은 표적치료제의 효시가 된 글리벡(Gleevec)을 포함, 스프라이셀(Sprycel)의 개발에 참여했고, 오릭(ORIC) 창업 직전 ROS1타겟 비소세포폐암 치료제 로즐리트렉(Rozlytrek)을 개발하여 글로벌 제약사인 로슈에 회사를 매각한 경험을 보유한 표적치료제 개발 전문가 집단입니다.
오릭(ORIC)은 in vivo 실험에서 경쟁물질 대비 매우 높은 뇌혈관장벽 투과도를 보이는 치료제의 장점을 이용하여 활성형 뇌전이 환자를 임상에 참여시킨 1/2상 결과로 FDA에 가속승인을 신청할 계획입니다. 2023년 ESMO에 발표된 임상 1상 결과에서 뇌전이암 말기 환자의 완전 관해 사례는 그 가능성을 높인 결과라 생각합니다.
RET-Fusion 돌연변이 타겟 고형암 치료제 (VRN06 / IN-A013)
RET-fusion 돌연변이 타겟 고형암 치료제를 개발하여 국내 상장사에 기술이전을 완료했습니다. 자체 개발한 RET-fusion 돌연변이 치료제는 폐암, 갑상선 수질암 등 해당 돌연변이를 보유한 다양한 고형암으로 적응증이 확대될 수 있습니다.
RET-fusion 돌연변이에 대한 선택적인 치료제로 일라이 릴리의 Retevmo(Selpercatinib)와 로슈의 Gavreto(Pralsetinib)가 2020년 미국 FDA 시판 허가를 받았습니다. 이들 기존 약물에 대한 획득 내성으로 잘 알려진 G810X(R, S, C) 돌연변이에 대해 개선된 약효를 보이면서, 기존 치료제 부작용인 수족증후군 등의 원인으로 알려진 VEGFR-2에 결합하지 않는 Best-in-Class 약물입니다.
약물을 기술이전 받은 HK이노엔㈜은 글로벌 임상 1/2상 개발을 통해 약물의 우월성(동등 이상의 약효, 낮은 독성, 낮은 획득내성 발생)을 증명할 계획입니다. 양사는 임상개발과 이후 글로벌 제약사에 기술재이전(Sub-licensing)을 위해 긴밀히 협력하고 있습니다.
DYRK1A 타겟의 만성염증질환 치료제 (VRN02)
DYRK1A를 억제하여 염증성질환을 치료하는 새로운 기전(MOA)의 First-in-Class 치료제를 개발하여 글로벌 기술이전에 성공하였습니다. 2015년 Massachusetts General Hospital 연구진이 DYRK1A가 염증반응에서 핵심적인 역할을 수행하는 T세포의 분화를 조절하고 있으며, DYRK1A의 기능을 억제할 경우 염증반응을 촉발하는 Th17의 분화를 억제하는 한편 염증을 완화시키는 Treg의 분화를 유도하여 염증반응 자체를 완화시킬 수 있다고 발표하였습니다. 이에 DYRK1A를 선택적으로 억제할 경우 대장염, 건선, 아토피성 피부염, 류마티스성 관절염 등 다양한 자가면역질환을 치료할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.
DYRK1A 저해제는 타겟 선택적인 약물로, DYRK1A 이외 다른 타겟을 억제하여 발생할 수 있는 부작용(Off-target 부작용) 발생 위험이 낮은 치료제입니다. 글로벌 CRO를 활용 대장염, 건선, 아토피성 피부염, 류마티스성 관절염 동물 모델에서 다양한 경쟁 약물과 비교 결과 동등 이상의 약효를 확인하였고, 특히 경쟁물질에서 흔히 관찰되는 체중 감소 등의 독성 징후가 없어 효과적이고 안전한 치료제임을 확인하였습니다.
2021년 08월 미국 나스닥 상장사인 Fresh Tracks Therapeutics, Inc.(구, Brickell Biotec h, Inc.)에 기술이전(L/O)하여 임상 1상을 진행 하였으나, 2024년 04월 계약해지 및 권리가 반환됨에 따라 따라 추후 임상 1상 데이터를 분석한 이후 필요한 후속조치를 진행할 계획입니다.
LRRK2 타겟의 악성뇌종양(교모세포종) 치료제 (VRN01)
LRRK2를 타겟하여 악성뇌종양 성장을 억제하는 새로운 기전(MOA)의 치료제를 임상 1상 진행 중에 있습니다. 국립암센터는 LRRK2의 발현이 높은 뇌종양 환자의 생존기간이 통계적으로 유의하게 낮다는 결과를 확인하고 LRRK2가 뇌종양 발병 및 진행에 핵심적인 역할을 하고 있음을 밝히고, 약물 개발 연구를 추진하였습니다. 보로노이 약물은 LRRK2의 발현이 높은 다수의 환자유래 악성 뇌종양 세포와 동물모델에서 뛰어난 약효가 있음을 증명하였고, 더 나아가 LRRK2 고발현 췌장암에도 치료 효과가 있음을 비임상 단계에서 규명하였습니다.
LRRK2는 최근 파킨슨병의 타겟으로 알려지면서 다양한 글로벌 제약사들이 약물개발을 진행하고 있습니다. 하지만 보로노이의 파트너인 국립암센터가 연구를 통해 LRRK2가 악성 뇌종양을 포함한 일부 고형암의 성장에 필수적임을 규명했습니다. 약물의 안전성과 내약성을 확인하기 위해 말기 고형암 환자를 대상으로 국내 임상 1상을 진행하였으며, 현재까지 시험에 참여한 모든 환자에서 뛰어난 약물 노출과 내약성을 확인하였습니다. 새로운 기전의 First-in-Class 치료제로, 악성 뇌종양의 경우 이미 제네릭 약품이 출시된 테모달(Temodar) 외에는 치료제가 없는 상황으로, 최근 각광받고 있는 면역항암제의 경우에도 임상에서 실패하여 미충족 의료수요가 매우 높은 질환입니다.
EGFR C797S 돌연변이 타겟의 비소세포폐암 치료제 (VRN11)
EGFR 비소세포폐암에 Tagrisso(Osimertinib)을 치료제로 사용할 때 발생하는 C797S 내성을 타겟하는 비소세포폐암 치료제를 개발하고 있습니다. EGFR 변이 비소세포폐암의 최대 시장 미국에서 Tagrisso(Osimertinib)이 1차 치료제로 승인 됨에 따라 향후 Tagrisso 1차 치료제 내성으로 나타나는 EGFR Del19/C797S 또는 EGFR L858R/C797S 돌연변이(DC/LC)를 타겟으로 하는 새로운 약물의 필요성이 부각되고 있습니다. 하지만 아직 이를 효과적으로 치료하는 최적의 치료제가 없어, 미충족 의료 수요가 증가하고 있는 상황입니다.
EGFR DC/LC 돌연변이 치료제로 승인된 약물은 없으며, 국내외 제약사에서 임상개발을 진행 중에 있습니다.미국 제약사인 Blueprint Medicines가 임상개발을 준비 중인 BLU-525 대비 돌연변이 선택성과 뇌혈관장벽 투과율이 우월한 후보물질을 도출하여 2023년 10월 식약처 임상 1상 IND 승인을 득하여 현재 임상 개발을 진행중에 있습니다. 특히 C797S 돌연변이 비소세포폐암 모델 및 뇌전이 모델에서 탁월한 약효를 확인했고, EGFR Del19, EGFR L858R과 같은 원발암, EGFR Uncommon 돌연변이에도 탁월한 약효를 보유하여 시장 확장 가능성을 보유한 약물입니다.
경쟁 물질 대비 EGFR 돌연변이 선택성이 높고 뇌투과율이 100% 수준에 달하고 있어, 임상 1/2상 개발 후에 글로벌 메가딜이 가능할 것으로 기대하고 있습니다. 2023년 10월 한국 식품의약품안전처(MFDS) 및 2024년 01월 대만 식품의약품청(TFDA)으로부터 임상1상 IND승인을 득하여 임상 개발을 진행중에 있습니다.
HER2 타겟의 유방암 치료제 (VRN10)
HER2를 타겟하며, 기존 치료제 내성 돌연변이 및 뇌전이암 치료효과가 개선된 유방암 치료제를 개발 중에 있습니다. 보통 약물치료 대상인 전이된 유방암 환자의 10~30%가 뇌전이를 나타내는 것으로 보고되고 있으나, HER2 양성 유방암 환자에서 뇌전이 비율은 25~50% 수준에 이르는 것으로 보고되고 있습니다. 치료제 내성 돌연변이에 뛰어난 약효를 보이고, 뇌투과도가 개선된 HER2 선택적 선도물질을 다수 확보하여, 차세대 유방암 환자 치료제로 개발하고 있습니다. HER2 양성 유방암에 강한 활성을 보이면서 뇌혈관장벽 투과도가 개선된 다수의 후보물질군을 도출하여 개발을 진행하고 있습니다.
HER2 양성 유방암 치료제 후보물질들의 경우 기존 치료제인 Tucatinib 대비월등히 개선된 뇌혈관장벽 투과도를 보이면서, 다양한 Tucatinib 내성 돌연변이에 높은 활성을 보이는 차세대 치료제 후보물질입니다. 뇌 투과율이 Tucatinib 대비 높은 약물은 미충족 의료수요가 높은 HER2양성 뇌전이 유방암 및 Tucatinib 내성 유방암 치료에 있어 새로운 치료 옵션으로 시장에 자리매김할 것으로 예상하고 있습니다. 허가용 비임상 독성시험을 완료하고 2024년 임상 1상 IND를 목표로 개발을 진행중에 있습니다.
RIPK1 타겟의 만성염증질환 치료제 (VRN04)
RIPK1을 억제하여 염증성질환을 치료하는 새로운 기전(MOA)의 치료제를 개발 중에 있습니다. RIPK1은 대표적인 염증 유발 물질인 TNF-α 수용체의 염증 신호 전달에 핵심적 역할을 하는 타겟입니다. 기존 치료제인 anti-TNF-α 항체는 세포 외부에서 TNF-α 가 수용체에 결합하는 것을 억제하여 항염 효과를 나타내는데 반해, RIPK1 저해제는 세포 내부에서 TNF-α 수용체에서 전달되는 염증성 신호전달을 억제하여 항염 효과를 나타내게 됩니다.
RIPK1 치료제의 경우 뇌투과도가 높은 물질과 낮은 물질 2가지 계열의 선도물질을 통해 후보물질 도출이 진행 중에 있습니다. 뇌투과도가 낮은 물질은 건선이나 궤양성 장질환 등 자가면역질환 치료제로 개발 중에 있습니다. 뇌 투과도가 높은 물질은 알츠하이머, 근위축성 측삭경화증, 다발성 경화증과 같은 중추신경계(CNS, Central Nervous System) 질환 치료제로 개발할 계획입니다.
글로벌 제약사들이 바이오텍들과 다양한 협업을 통해 RIPK1 타겟 치료제 임상 개발을 진행 중에 있습니다. RIPK1 치료제 선도물질은 글로벌 CRO에 의뢰한 대장염 질환 모델 시험에서 TNF-α 항체 치료제와 동등 이상의 뛰어난 약효를 확인하였습니다. CNS 질환 RIPK1 치료제의 경우, 자체 다발성 경화증 in vivo 시험모델에서 유의미한 행동지표 개선과 뇌조직에서 염증세포 감소 및 신경세포의 탈수초화가 억제됨을 확인할 수 있었습니다. 특히, RIPK1 저해제는 기존 TNF-α 항체와 달리 경구 치료제 개발이 가능하며, TNF-α 항체 치료제의 대표적인 부작용인 TNF-α 수용체2 억제로 인한 허혈성 뇌졸중 발생의 위험이 낮은 장점이 있습니다.
치료제는 작용기전상 기존 JAK 억제제와 같은 골수 독성, TNF-α 항체 치료제 등에서 보이는 허혈성 뇌졸중 등의 부작용 우려가 낮은 치료제입니다. 또한 대다수의 글로벌 제약사 RIPK1 저해제의 경우 종간 활성에 큰 차이가 있어 설치류를 이용한 질환모델 시험이나 독성시험이 의미가 없으나, 물질의 경우 사람과 실험동물 유래 RIPK1에 대한 활성 차이가 없어 질환모델-인간 사이의 중개(Translation) 가능성이 높은 물질입니다. 이 같은 차별성으로 인해 비임상 단계부터 적극적으로 글로벌 기술이전을 추진할 계획입니다.
PDGFR 타겟의 폐동맥고혈압 치료제 (VRN13)
PDGFR을 억제하여 악성 폐동맥고혈압을 치료하는 새로운 기전(MOA)의 치료제를 개발 중에 있습니다. 폐동맥고혈압은 폐동맥의 이상 증식으로 인해 동맥이 두꺼워지고 탄성을 잃으면서 동맥압이 비정상적으로 높아지는 질환입니다. 이 질환의 발생 빈도는 인구 100만명당 2명 정도로 희귀합니다. 국내에는 약 1,500여 명의 환자가 있는 것으로 추정되고 있고, 미국에서는 매년 1,000명 정도의 새로운 환자가 발병하고 있습니다.
아직까지 질환 진행을 막는 치료제는 없으며, 폐동맥의 이완 등을 유도하여 증상을 완화시키는 목적으로 기존 심혈관질환 약물을 이용하고 있습니다. 보로노이가 개발 중인 PDGFR 치료제는 폐동맥 증식을 유발하는 PDGFR 신호전달을 선택적으로 억제하여 폐동맥 내벽의 이상증식을 막는 기전의 치료제로 개발 중입니다.
BCR-ABL 억제제인 Gleevec(성분명 Imatinib)은 오프타겟(Off-target)으로 PDGFR을 잡는 것으로 잘 알려져 있습니다. 과거 악성 폐동맥고혈압 환자를 대상으로, 경구투여 임상3상에서 좋은 효과를 확인한 바 있으나, BCR-ABL 저해에 따른 신경 부작용 때문에 승인을 받지 못했습니다. PDGFR 치료제는 경쟁물질에서 흔히 관찰되는 VEGFR-2, BCR-ABL 등의 독성 유발 타겟과 결합하지 않는 매우 선택적인 약물로 부작용 발생 위험이 상대적으로 낮습니다. 더불어 호흡기로 흡입 시 폐에 국소적으로 작용하며, 전신 노출이 최소화될 수 있는 특성을 가지고 있어 안전성 측면에서도 개선된 치료제입니다.
PDGFR 치료제는 매우 선택적인 물질로 부작용 위험이 낮으며, 특히 흡입제로 개발하기에 적합한 물성을 보유하고 있어 주사나 경구 투여 시 발생할 수 있는 전신 부작용 위험이 낮은 효과적인 치료제로 개발이 가능합니다. 더불어 폐동맥고혈압은 아직 대증 요법 외에 질병의 진행을 막을 수 있는 진정한 의미의 치료제가 없는 분야로 약물 개발 진행 시, 인허가 기관의 협조(가속승인, 우선심사 등)를 통해 신속하게 시장 진출이 가능할 것으로 기대하고 있습니다.
보로노이 전망
인산화효소(Kinase)는 세포 안팎에서 신호를 전달(Signaling)하는 역할을 하는 단백질로, 인체 내에 550여 종류가 있습니다. 도로에 있는 신호등이 정상 작동하지 않고 계속 켜져 있으면 교통이 마비되는 것과 마찬가지로, Kinase가 돌연변이 등의 원인으로 신호 조절이 정상적으로 되지 않을 경우 질병이 발생합니다. Kinase 표적치료제는 질병원인이 되는 비정상 Kinase에 결합하여 기능을 억제함으로써 치료 효과를 낼 수 있습니다.
Kinase 표적치료제는 2001년 혈액암 치료제 글리벡(Gleevec) 출시 이래 2010년까지는 해마다 1~2개가 미국 FDA 승인을 받아왔으며, 2010년 이후부터 연간 승인건수가 늘어나면서 본격적인 성장기에 들어섰습니다. 2017년 이후 2020년까지 최근 4년간 연평균 8개의 Kinase 신약이 출시되었고, 매년 FDA 신규 허가 신약이 30여건에 불과한 점을 고려하면 매년 전체 인허가 신약의 약 25% 수준을 Kinase 표적치료제가 차지하고 있으며, 이는 단일 계열 신약으로는 최대 규모입니다.
이에 따라 Kinase 표적치료제 시장규모는 빠르게 성장하고 있으며, 2020년 시장규모는 연간 약 60조원 수준에 이를 것으로 추정되며, 2025년에는 100조원 시장으로 성장할 것으로 예상됩니다.
보로노이 스타일 분석 지표
보로노이 분석
보로노이의 주요 신약개발 파이프라인인 인산화효소(Kinase) 정밀표적치료제(Genotype-directed Therapy) 분야는 분자 진단을 통해 명확한 발암 돌연변이를 보유한 치료 대상 환자를 선별하여 임상시험을 진행함에 따라 신약개발 비용에서 가장 높은 비중을 차지하는 임상개발 실패 위험을 낮출 수 있는 분야입니다.
분자 진단을 통해 발암 돌연변이 환자를 선별하여 임상에서 탁월한 효과를 입증한 경우, 규제 당국으로부터 임상 2상 종료 이후 가속승인을 통해 조기 상업화가 가능하다는 장점이 있습니다. 또한, 환자 효익을 반영한 높은 약가와 치료 대상 환자의 생존기간 연장으로 인해 기대 매출도 상대적으로 매우 높은 분야입니다. 이와 같은 정밀표적치료제의 다양한 장점에도 불구하고 상대적으로 높은 수준의 기술적 난이도로 인해 글로벌 경쟁력을 보유한 소수 기업의 과점 경쟁 상황이 지속되고 있습니다.
정밀표적치료제의 기술적 우위를 결정하는 핵심요인은 선택성(Selectivity)과 뇌혈관장벽(Blood-Brain Barrier, BBB) 투과도입니다. 구조적으로 유사한 550여개 Kinase 가운데 특정 질환의 원인이 되는 Kinase에만 달라붙는 선택성을 확보하는 것은 매우 높은 기술적 난이도를 요구합니다. 특히 활성형 돌연변이(Activating mutation)로 인해 발생한 암의 경우 정상 Kinase와 돌연변이 Kinase를 구분해야 하는 극도의 기술적 난이도를 요구합니다. 또한, 선택성이 높아야 치료 효과가 높을 뿐 아니라 오프타겟(Off-target, 타겟이 아닌 Kinase에 달라붙는 것)으로 야기되는 독성 부작용이 적습니다.
한편, 효과적인 항암제가 지속적으로 개발됨에 따라 환자의 생존기간이 길어지고, 이에 따라 뇌전이 환자의 비율 또한 점진적으로 증가하고 있습니다. 따라서 최근 뇌혈관장벽(BBB)을 투과하는 항암제에 대한 수요가 높아지고 있습니다. 반면, 기존 치료제 가운데 뇌투과도가 높은 물질은 거의 전무한 상황입니다. 국내 최대 규모 Kinase 및 실험 데이터베이스, 우수한 전문인력, 전문 연구시설과 인공지능(AI)의 유기적인 피드백 등 핵심 역량을 바탕으로 선택성과 뇌투과도를 높이는 핵심 기술을 보유하고 있습니다.