바이오테크
새로운 약물, 스마트 기기 및 유전자 치료로 당뇨병 치료하기
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당뇨병의 여러 유형
당뇨병은 실제로 두 가지 다른 질병이며, 모두 혈당 수치 관리가 제대로 이루어지지 않고 이를 조절하는 인슐린 호르몬에 문제가 있다는 특징이 있습니다.
인슐린은 혈액 속의 당이 세포로 들어가게 함으로써 작동합니다. 정상적으로 기능할 때, 인슐린 생산은 혈당을 조절하고 조절합니다.
당뇨병의 전형적인 증상으로는 체중 감소, 시야 흐림, 그리고 흔히 ‘당뇨병의 4P’라고 불리는 증상이 있습니다. 이들은 다음과 같습니다,
- Polyuria (과도한 배뇨)
- Polydipsia (과도한 갈증)
- Polyphagia (과도한 식욕)
- Polyneuropathy (신경 손상)
당뇨병은 심혈관 문제를 일으킬 수 있으며, 신장, 눈, 신경, 청각 및 발(절단까지 필요할 수 있음)에도 손상을 줄 수 있습니다. 치료되지 않거나 제대로 치료되지 않은 당뇨병은 매년 약 150만 명의 사망 원인이 됩니다. 이는 당뇨병 치료와 약물이 수년간 발전했음에도 불구하고 발생하는 수치입니다.
제1형 당뇨병
제1형 당뇨병은 면역 체계가 인슐린을 생산하는 췌장을 공격한 결과입니다. 제약 산업이 인슐린을 생산하기 전(처음에는 동물에서, 그 다음에는 변형된 박테리아에서)에는 이 질병이 100% 치명적이었으며, 주로 어린이에게 영향을 미쳤습니다.
출처: Diabetologia
많은 자가면역 질환과 마찬가지로, 이 질병의 근본 원인은 완전히 알려지지 않았으며, 유전적 요인이 역할을 하고, 식단, 바이러스 감염, 환경 요인도 가능성이 있습니다. 일부 생활 습관 변화가 도움이 될 수 있지만, 제1형 당뇨병을 확실히 예방할 방법은 없습니다.
출처: Danii
제1형 당뇨병은 전 세계 약 900만 명에게 영향을 미치며, 대부분 고소득 국가에 살고 있습니다. 그 중 미국만 해도 약 200만 명이 해당됩니다.
제2형 당뇨병
제2형 당뇨병은 신체 세포가 인슐린에 반응하지 않게 되는 결과입니다. 따라서 제1형 당뇨병과 달리 인슐린은 여전히 체내에서 생산되지만 점차 효능을 잃습니다. 이러한 이유로 인슐린 저항성 당뇨병이라고도 불립니다.
출처: Danii
유전 및 인종이 위험 요인으로 보이지만, 최근 제2형 당뇨병의 증가는 주로 인구의 생활 방식 변화와 관련이 있습니다. 과도한 당분 섭취, 흡연, 비만, 신체 활동 부족, 고혈압 등이 주요 위험 요인입니다.
미국에서는 약 3,700만 명이 제2형 당뇨병 환자이며, 매년 120만 건의 새로운 사례가 발생합니다. 전 세계 성인 5억 3,700만 명이 이 질환을 앓고 있으며, 이는 성인 인구의 10.5%에 해당합니다. 최근 몇 년간 이 질환은 급속히 진행했으며, 사례 증가가 경제 발전 및 식단 변화와 상관관계가 있습니다.
출처: IDF
임신성 당뇨병
세 번째 유형인 임신성 당뇨병은 임신에 의해 유발되며, 관련 호르몬 변화로 인해 일시적으로 발생하는 경우가 많습니다.
따라서 일반적으로 일시적이지만, 치료되지 않을 경우 어머니와 아기 모두에게 심각한 합병증을 초래할 수 있는 중대한 상태입니다.
이 때문에 임신 중 잠재적인 임신성 당뇨병을 조기에 발견하고 의료 전문가가 혈당을 모니터링하는 것이 매우 중요합니다.
당뇨병을 치료할 수 있을까?
이들은 궁극적으로 다른 질병이기 때문에 증상은 유사하지만 치료법은 제1형과 제2형 당뇨병에 따라 다르며, 일부 치료 개념은 겹칠 수 있습니다.
제1형 당뇨병 치료는 정상적인 인슐린 생산을 복구하고 새로운 자가면역 손상을 방지하거나 새로운 생산을 면역 체계로부터 보호해야 합니다. 반면 제2형 당뇨병 치료는 인슐린 저항성을 어떤 방식으로든 해소해야 합니다.
향상된 인슐린 화학
인슐린은 혈당을 조절하는 호르몬이며, 항상 완벽한 해결책은 아니지만 여전히 당뇨병 환자에게 가장 흔히 처방되는 치료법 중 하나입니다.
첫 번째 상업용 인슐린은 동물의 췌장에서 추출되었습니다. 최초 치료는 1922년에 14세 소년에게 시행되었으며, 24시간 이내에 구사되었습니다. 인슐린 발견자들은 1923년에 노벨 의학상을 수상했습니다.
생산 부족, 농도 불안정, 불순물 위험 등으로 인해 제약 산업은 1982년에 기술이 상업화되자마자 유전적으로 변형된 박테리아에서 생산된 인슐린으로 전환했으며, 이는 바이오테크 산업의 탄생을 촉발했습니다.
그 이후로 기본 인슐린의 효능과 지속 시간을 조절하기 위해 다양한 재조합이 이루어졌습니다. 이는 인슐린 단백질의 아미노산 사슬 일부를 변경하거나, 예를 들어 인슐린 데템르의 경우 14탄소 지방산 사슬을 사용하는 방식으로 가능합니다.
출처: Healthline
앞으로는 예를 들어 주 1회 인슐린, 초고안정 인슐린 (냉장 보관이 필요 없는) 또는 월간 인슐린 치료(“GELA” – Novo Nordisk와 GE Healthcare가 임상 2상에서 진행 중)와 같은 더욱 진보된 형태가 개발될 전망입니다.
향상된 당뇨 관리 기기
현재 인슐린은 주로 주사나 기타 의료 기기를 통해 투여됩니다. 혈당은 환자의 손가락에서 떨어지는 혈액 한 방울을 채취해야 하는 번거로운 샘플을 필요로 하는 전용 기기로 모니터링됩니다.
출처: Healthline
이는 곧 변화할 수 있습니다. 예를 들어, 우리는 인슐린을 알약처럼 쉽게 복용할 수 있게 될 가능성과 어떤 회사가 “Insulin-Dependent Diabetics May Soon Benefit From Oral Delivery of Medication”에서 제조할 수 있을지 논의했습니다.
혈당 측정기는 또한 비싼 장치이며, 이 특정 기능에만 사용할 수 있습니다. 연구자들은 스마트폰에 이미 통합된 자력계가 저비용 혈당 측정기로 재활용될 수 있음을 발견했으며, 우리는 “In Need of a Glucometer? Your Phone May Soon Be the Solution”에서 이를 탐구했습니다.
우리는 또한 혈당 자체를 이용해 배터리를 구동하는 가능성에 대해 “Could Internal Batteries Power Next-Gen Wearables and Even Battle Cancer?”에서 논의했습니다.
장기적으로는 Artificial Pancreas Systems (APS)가 췌장의 인슐린 생산 역할과 인슐린 주사를 완전히 대체하는 바이오닉 임플란트가 될 수 있으며, 스마트 패치와 마이크로니들 및 혈당 모니터링을 중간 옵션으로도 가능성이 있습니다.
당뇨병 약물
현재 승인된 약물
인슐린 외에도 당뇨병의 심각성을 줄이거나 예방하려는 약물이 많이 있습니다. 대부분의 당뇨병 약물은 가장 흔한 제2형 당뇨병을 대상으로 설계되었습니다.
- Alpha-Glucosidase Inhibitors: 이 약물군은 장에서 전분(곡물의 주요 성분)을 당으로 분해하는 것을 차단하여 음식으로 인한 혈당 상승을 감소시킵니다.
- Biguanides & Thiazolidinediones : 이 군에는 일반적인 당뇨병 약물인 메트포르민이 포함됩니다. 간에서 혈액으로 방출되는 당량을 감소시키고, 근육이 포도당을 흡수하도록 도와 혈당 수치를 낮춥니다.
- Bile acid sequestrants (BASs): 주로 콜레스테롤 약물로 사용되지만, 아직 명확히 밝혀지지 않은 메커니즘을 통해 당을 감소시킵니다.
- Meglitinides & Sulfonylureas: 이 약물은 췌장에서 인슐린 분비를 촉진합니다(당연히 제1형 당뇨병에는 유용하지 않습니다).
- SGLT2 inhibitors: 이 약물군은 신장을 통해 소변으로 배출되는 포도당을 증가시킵니다.
- Dopamine-2 agonists: 파킨슨병 치료제이며, 혈당을 낮추고 일주기 리듬을 재설정하는 것으로 나타났습니다.
- DPP-4 inhibitors/gliptins: 이 약물군은 혈당을 조절하는 자연적으로 생성되는 호르몬인 GLP-1의 수명을 연장시킵니다.
- GLP-1 Agonists: 이 약물은 GLP-1에 민감한 수용체를 활성화합니다. 최근 FDA 승인을 받아 비만 치료 및 체중 감소에 “miracle drug”라는 평판을 얻었으며, 우리는 “The New Blockbuster Drug: Wegovy”에서 그 상업적 성공을 논의했습니다.
이들 약물은 대부분 인슐린 저항성을 무시하거나 인슐린 저항성에도 불구하고 혈당을 조절하도록 몸을 강제하는 방식으로 작용합니다. 그러나 특히 한 약물은 자체 섹션을 가질 만큼 주목할 만합니다: Tzield (Teplizumab), 단일클론 항체.
주목할 점은 2022년에 승인된 이 약물이 제1형 당뇨병의 3단계(췌장 손상이 심각해지는 시점)를 지연하거나 예방할 수 있다는 것입니다. Tzield는 Provention Bio가 개발했으며, 2023년 3월에 Sanofi에 29억 달러에 인수되었습니다 (SNW.DE ).
다른 유사 치료제도 개발 중이며, 특히 Novo Nordisk는 췌장 세포 기능을 보존하는 DNA 면역 치료를 진행하고 있습니다.
근본적인 문제를 해결하지는 않지만, 일부 약물은 당뇨병으로 인한 손상을 제한하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 신체 내 S100A9 분자를 표적하는 약물이 위험한 케톤 생성 위험을 감소시킬 수 있습니다.
심장마비나 다른 장기 손상의 위험을 감소시키는 약물도 도움이 될 수 있습니다.
항비만 약물
제2형 당뇨병은 대사증후군 및 비만과 밀접하게 연관되어 있기 때문에, 이 요인을 감소시키면 당뇨병에도 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
GLP-1 작용제 및 기타 관련 약물은 비만에 강한 영향을 미치는 것으로 보이며, 이후 심혈관 위험 감소 적응증도 얻었습니다. 아직 확정된 것은 아니지만, 향후 더욱 발전된 GLP-1 중심 치료가 당뇨병을 직접 관리하는 데 도움이 될 가능성이 있습니다.
유전자 치료
제1형 당뇨병
당뇨병을 근절하기 위한 유전자 치료의 첫 번째 목표는 제1형 당뇨병입니다. 아이디어는 다양하며, 췌장 세포를 처음부터 보호하는 예방 치료부터 인슐린 생산 능력을 재생하거나 면역 시스템 활동을 조절하여 이 유형의 당뇨병을 치료하는 것까지 포함됩니다.
이 기술의 주요 후보는 CRISPR Therapeutics이며, ViaCyte와의 협력을 통해 진행되고 있습니다 (2022년 7월 Vertex에 인수됨).
아이디어는 줄기세포를 유전자 편집하고, 이를 면역 체계로부터 보호하는 의료 기기에 삽입한 뒤 환자에게 이식하여 췌장의 손실된 기능을 재현하는 것입니다.
출처: CRISPR Therapeutics [securities_stock_price_tag symbol="CRSP" exchange="NASDAQ"]
이 약물의 임상 1상 시험은 2022년 2월에 시작되었습니다. CRISPR Therapeutics와 Vertex 간의 관계는 복잡하며, 두 회사는 이미 희귀 혈액 질환에 대한 최초 승인된 유전자 편집 치료제에 대해 파트너십을 맺고 있습니다.
2024년 1월, Vertex는 “ViaCyte 인수를 통해 얻은 당뇨병 유전자 편집 줄기세포 치료에서 손을 떼기로 선택했으며, CRISPR가 자체적으로 임상 단계 프로그램을 진행하도록 남겼다”라고 발표했습니다.
이 결정의 동기는 명확하지 않으며, 투자자들의 기대에 차가운 물을 끼얹은 것으로 보입니다. 그러나 인슐린 생산을 재현하고 면역 체계로부터 보호하는 전략은 전반적으로 올바른 방향이라고 생각됩니다.
또한 “Gene Therapy – Can it Cure Type 1 Diabetes?”라는 체계적 리뷰에서 제1형 당뇨병을 치료하기 위한 다른 유전자 편집 연구 노력에 대해 자세히 읽을 수 있습니다.
제2형 당뇨병
‘잃어버린 세포를 재생’하는 것보다 덜 직관적이지만, 유전자 편집은 인슐린 저항성 당뇨병 치료에도 활용될 수 있습니다.
예를 들어, 간을 표적하여 DPP-4 효소 활성을 감소시키는 유전자 치료가 가능하며, 이는 이미 일부 약물이 목표로 하는 경로입니다.
또 다른 옵션은 PAX5 유전자를 표적하는 것으로, 이는 제2형 당뇨병 환자의 정상적인 PAX5 수준을 회복시킬 수 있습니다. 많은 다른 유전자가 잠재적 표적이며(현재까지 15개 이상), 이들은 제2형 당뇨병 발병 위험 증가와 연관되어 있습니다.
출처: Biotechnology & Biotechnological Equipment
당뇨병 기업
1. CRISPR Therapeutics
CRSP 가격 차트
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)는 최근에 발견된 유전자 편집 도구입니다. 매우 정밀하고 목표 지향적인 유전자 편집이 가능하며, 발견자들은 2020 노벨 화학상을 수상했습니다.
출처:
출처: Lab Associates
CRISPR Therapeutics를 차별화하는 점은 공동 설립자 중 한 명인 Emmanuelle Charpentier 박사와 같은 뛰어난 팀입니다. Charpentier 박사는 CRISPR-Cas9 기술의 공동 발견자 중 한 명입니다.
CRISPR Therapeutics는 혈색소병, 암, 당뇨병 및 기타 질병 치료를 위한 효율적이고 다재다능한 CRISPR/Cas9 유전자 편집 플랫폼을 개발하고 있습니다.
그들이 처음으로 진행한 치료제는 혈액 질환인 β-지중체혈증과 겸상 적혈구 질환을 표적으로 했습니다.
그들은 현재 두 적용 모두에 대해 Casgevy라는 상업명으로 승인받았으며, 이는 최초로 승인된 CRISPR 유전자 치료제입니다. 겸상 적혈구와 베타-지중체혈증은 주요 희귀 질환이며, 치료 비용은 치료당 220만 달러에 달합니다.
장기적으로는 현재의 ex-vivo 접근 방식(환자 골수 세포를 추출하는 복잡하고 비용이 많이 드는 과정) 대신, in-vivo에서 이 유전자 치료를 구현하기 위해 노력하고 있습니다.
(SNY )또한 CRISPR Therapeutics는 희귀 질환과는 별개로 제1형 당뇨병 치료 가능성도 가지고 있습니다. 우리는 위에서 언급한 제1형 당뇨병에 대한 CRISPR Therapeutics의 유전자 치료에 대해 더 자세히 논의했습니다.
회사는 또한 여러 다른 희귀 질환을 연구하고 있으며, 특히 다음과 같습니다:
- Duchene’s Muscular Dystrophy (DMD): IND-가능 단계 (Investigational New Drug)
- Acute hepatic porphyria: IND-가능 단계.
- Myotonic Dystrophy Type-1 (DM1): 전임상
- Cystic Fibrosis: 전임상
- 2개의 기타 비공개 희귀 질환 프로그램.
회사의 첫 번째 동종 CAR-T 프로그램은 B세포 악성 종양(암)을 표적으로 하며, 현재 임상 시험 중입니다.
또한 “Gene Editing: CRISPR Therapeutics vs. Beam Therapeutics (BEAM ) ” 기사에서 CRISPR Therapeutics에 대해 더 읽을 수 있습니다.
전반적으로, Vertex와 당뇨병 프로그램에 대한 분리에도 불구하고, CRISPR Therapeutics는 여전히 제1형 당뇨병 치료 가능성의 최전선에 있으며, 위험하지만 잠재적으로 매우 수익성 높은 바이오테크 혁신 기업입니다.
2. Novo Nordisk A/S
NVO 가격 차트
Novo Nordisk는 주로 당뇨병 치료제로 알려져 있으며, 현재 매출의 79%를 차지합니다.
우리는 이미 “Top 5 Blue Chip Pharmaceutical Companies”에서 이 회사를 다루었습니다.
출처: Novo Nordisk
그 활동 중 소규모 부분은 비만이며, 매출의 9%에 해당합니다. 그러나 중요한 점은 2022년에 84%라는 놀라운 성장률을 보였다는 것입니다. 이는 전적으로 Wegovy 출시 덕분이며, Wegovy는 주사형 체중 감소 약물입니다. Wegovy는 GLP-1(글루카곤 유사 펩타이드-1)이라는 체중 관련 호르몬을 모방합니다.
시작이 매우 성공적이었으며, 일부 제조 문제로 전 세계적인 약물 부족 현상이 발생했습니다. Wegovy의 성공은 Novo Nordisk의 2023년 매출 성장 기대치를 13-19%에서 24-30%로 끌어올렸으며, 현재 생산량은 수요를 충족할 만큼 충분합니다.
미국에서는 비만 치료에 대한 낙인을 다루는 캠페인에 미국 래퍼 퀸 라티파를 영입했습니다. 이 성공은 전 세계적으로, 특히 중국에서도 두드러집니다.
어린 소녀들이 얇든 뚱뚱하든 관계없이 병원 내 내분비·대사과에 몰려 세마글루티드 한 회를 받으려 했습니다.
의사 병원에서는 6월에 세마글루티드 100회 이상만 처방했지만, 현재는 1,500~2,000회로 증가했으며, 이는 상하이 대부분의 3차 병원에서 세마글루티드 평균 판매량과 같습니다.
Wegovy가 재고에서 사라지자, 동일한 분자를 사용하는 Novo Nordisk의 또 다른 제2형 당뇨병 치료제인 Ozempic이 대체제로 자주 사용되었습니다. 심지어 엘론 머스크도 Wegovy를 원치 않는 체중을 줄이는 방법이라고 언급했습니다.
GLP-1 기반 약물은 Novo Nordisk가 예상한 것보다 더 큰 성공을 거두었으며, 지속적인 복용이 필요할 수도 있어 장기 치료 및 현금 흐름이 될 가능성이 있습니다.
하지만 잠재적인 부작용은 심각하며, 갑상선 암, 췌장 염증, 신장 문제, 담석 등을 포함합니다. 따라서 먼저 의료 전문가와 상담하고, 심각한 비만에만 사용하며, 위에서 언급한 젊은 중국 소녀들처럼 소량 체중 감소를 위해 사용해서는 안 됩니다.
이러한 문제는 전체 대사와 관련되어 있기 때문에 경쟁사의 제품도 동일한 위험을 가질 가능성이 높습니다. 이는 투자자들이 염두에 두어야 할 사항입니다.
우리는 “The New Blockbuster Drug: Wegovy”와 “Will Amycretin Be the Next Big Thing for Novo Nordisk?” 기사에서 Wegovy의 성공과 향후 전망을 자세히 논의했습니다.
당뇨병 분야에서 Novo Nordisk는 주간 및 월간 인슐린, 향상된 인슐린 펌프/임플란트, DNA 면역 치료를 개발 중입니다.
Novo Nordisk의 R&D 파이프라인에는 다른 질환도 포함되며, 특히 MASH(대사 기능 장애와 연관된 지방간염) 치료를 위한 4개의 후보 약물이 있습니다.
오랫동안 당뇨병 분야를 선도해 온 Novo Nordisk는 당뇨병 치료의 발전과 질병 확산에 따라 역사를 형성해 왔으며, 현재는 빠르게 성장하는 비만 전염병을 치료하는 데에도 중요한 기업이 되고 있습니다.
제2형 당뇨병에 대한 영구적인 치료법이 최소 몇 년은 어려워 보이므로, 점점 더 좌식 생활과 불건전한 식단으로 인해 비만과 당뇨병이 증가함에 따라 Novo Nordisk는 계속해서 큰 이익을 얻을 것으로 보입니다.
