항체-약물 접합기술: ADC의 핵심 구성요소

안녕하세요. 바이오길라잡이입니다

오늘은 mRNA에 이어서 많은 유수의 기업들이 Multi modality 비즈니스 모델의 후보로 생각하고 있는 ADC (Antibody Drug Conjugate) 의약품에 대한 글을 적어보고자 합니다. ADC는 쉽게 이해하면, 바이오의약품의 대장이라고 할 수 있는 항체 의약품의 확장판이라고 보시면 좋을 것 같습니다. 항체의 효과와 더불어 화학의약품의 효과를 동시에 가져갈 수 있는 의약품입니다. ADC 단어 그대로 항체와 Drug의 접합 복합체 의약품으로 생각하면 됩니다. 지금부터 ADC에 대한 간략한 설명을 시작해 보도록 하겠습니다!

 

 

ADC는 바이오의약품의 한 분야로, 특정 항체와 독성 화학 약물을 연결시킨 구조를 갖습니다. ADC는 3가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다.

 

1. ADC의 3가지 주요한 구성성분

 

1. 항체 (Antibody): 항체는 수 천만 개의 다양한 세포 표면 단백질 중에서 특정한 단백질에만 정밀하게 결합할 수 있는 능력이 있습니다. 이 특성은 항체가 암세포와 같은 병변이 있는 세포의 특정 표면 타깃에 높은 특이성을 가진다는 것을 의미합니다. ADC 의약품에서는 항체가 첫 번째 질병을 일으키는 원인을 표적 하는 역할을 합니다.

 

2. 독성 화학 물질 (Drug): 화학 약물은 단독으로 사용될 때 세포에 매우 독성을 발휘하므로, 일반적으로는 항체와 결합되지 않은 상태로는 체내에 투여되지 않습니다. ADC 내에서는 이 약물이 비활성 상태로 존재하고, 대상 세포에 도달하면 활성화되어 치료 효과를 발휘하는 약품입니다. ADC에서는 이 Drug 즉 Payload라고 불리는 이 부분이 매우 중요한 포인트라고 할 수 있습니다.

 

3. Linker (결합자): 항체와 화학 약물 사이를 연결하는 역할을 하는 구조체입니다. 결합자는 세포 외부에서는 ADC의 안정성을 제공하며, 대상 세포 내에서는 화학 약물이 분리되어 방출될 수 있도록 설계되어 있습니다.

 

2. ADC의 특징 및 장점

1. 표적 특이성: 항체의 높은 표적 특이성으로 인해, ADC는 건강한 세포를 손상시키지 않으면서도 병변이 이쓴 세포만을 선별적으로 공격할 수 있습니다.

 

2. 효능의 최대화: ADC는 작은 양의 독성 화학 약물을 사용하여 강력한 항암 효과를 발휘할 수 있습니다. 이는 전통적인 화학 요법이나 방사선 치료에 비해 훨씬 적은 부작용과 함께 더 높은 치료 효과를 기대할 수 있음을 의미합니다.

 

3. 안정성: 현재의 ADC는 매우 안정적인 결합자를 사용하여 화학 약물의 조기 방출을 최소화합니다. 이는 체내에서 ADC의 안정성과 장기간의 활성화를 보장하고 (long-Acting) 독성과 관련된 부작용을 줄일 수 있습니다.

 

전반적으로, ADC는 기존 항체 치료제에 비해 더욱 강화된 치료 효과를 제공할 수 있습니다. 순수한 항체 치료제는 대상 세포에 결합하여 그 세포의 기능을 중단시키거나 면역 시스템을 활성화시켜 세포를 제거하는 방식으로 작용합니다. 반면, ADC는 독성 화학 약물을 특이적으로 전달하여 세포를 더욱 효과적으로 억제합니다. 이러한 이유로 많은 기업들이 ADC의 개발화 상용화에 투자하고 있습니다.

 

ADC 의약품을 만드는 과정은 크게 2가지로 나눌 수 있습니다. 먼저 항체를 제조하는 과정 그리고 항체, Linker, Drug (Payload)를 접합하는 과정입니다. 항체를 제조하는 과정을 일반적으로 항체를 생산하는 과정과 다르지 않기 때문에 기술적으로 어려운 부분은 없지만, 3가지 component를 접합하여 하나의 ADC를 만드는 과정은 결과적으로 약의 효과와 연결되는 부분이 있기 때문에 매우 중요하다고 할 수 있습니다.

 

일반적인 연결과정을 매우 간단하게 정리하면 아래와 같습니다.

 

1. Drug와 Linker의 결합: 처음에는 Drug와 연결 구조체 즉 Linker를 붙이는 작업입니다. 이는 대부분 화학적인 결합방식을 통해 Drug-Linker 구조체를 만들며 이렇게 만들어진 1차적인 복합체는 항체에 붙이는 작업을 다음으로 수행하게 됩니다.

 

2. 항체와 1차 구조체의 접합: 약물이 결합된 Liner를 항체에 부착하는 과정입니다. 항체는 여러 아미노산에 Linker를 부착할 수 있으나, 특히 시스테인 (Cystein) 또는 라이신 (Lysin) 잔기에 결합하는 경우가 많습니다.

 

자세한 제조 과정을 매우 복잡하기 때문에 글로 표현할 수 없지만, ADC의 안정성과 효과 그리고 부작용 프로파일을 최적화하기 위해 다양한 Linker의 개발과 결합 전략이 연구 및 개발되고 있습니다. ADC의 성공여부는 선택된 항체, Drug, Linker가 어떻게 효과적으로 잘 조합되는지에 따라 결정될 수 있습니다.