노벨상
노벨상 업적에 투자하기 – 자가포식
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노벨상 역사
노벨상은 과학계에서 가장 권위 있는 상 가운데 하나입니다. 알프레드 노벨의 유언에 따라 물리학, 화학, 생리학·의학, 문학과 평화 분야에서 «전년도에 인류에게 가장 큰 혜택을 제공한 사람들에게» 상을 수여하도록 제정되었습니다.
경제학상은 이후 스웨덴 중앙은행이 별도로 제정한 알프레드 노벨 기념 경제학상입니다. 흔히 노벨 경제학상이라고 부릅니다.
분야별 스웨덴 기관이 수상자를 선정하며, 평화상은 노르웨이 노벨위원회가 선정합니다.
유산에 대한 우려
노벨은 화학자이자 발명가였으며 폭발물과 군수 산업에도 관여했습니다. 형의 사망 소식을 잘못 이해한 프랑스 신문이 그를 사망자로 보도하고 비판했다는 일화가 전해지지만, 이를 유언의 확정적인 유일 원인으로 단정하기는 어렵습니다. 다이너마이트와 무연 화약은 서로 다른 발명품입니다.
노벨상
노벨의 유산은 기금으로 운용되며 노벨재단과 시상에 사용됩니다. 수상자는 메달과 증서, 상금을 받습니다. 2024년 분야별 상금은 1,100만 스웨덴 크로나로, 당시 대략 100만 달러 수준이었습니다.
출처: Britannica
특히 과학 분야에서는 공동 또는 독립적으로 중요한 발견에 기여한 두세 명이 상과 상금을 나누어 받기도 합니다.
노벨상은 이론과 실제 응용에 걸친 성과를 기려 왔습니다. 현대 과학의 토대를 이룬 방사능, 항생제, X-레이, PCR뿐 아니라 태양의 에너지 원천, 전자 전하, 원자 구조, 초유동성 같은 기초 연구도 포함됩니다.
세포의 재활용 과정, 자가포식
현미경 기술이 발전하면서 과학자들은 복잡한 세포 안에 서로 다른 기능을 수행하는 여러 구조가 있음을 밝혀냈습니다.
리소좀을 발견한 벨기에 과학자 크리스티앙 드 뒤브의 연구는 1974년 생리학·의학 노벨상의 수상 업적에 포함되었습니다.
리소좀은 세포 구성 요소를 분해하고 재활용하는 구조입니다. 불필요하거나 손상된 성분을 분해해 그 재료를 다시 이용할 수 있습니다.
영양분이 부족할 때 세포가 일부 구성 요소를 분해해 생존에 필요한 자원을 확보하는 데도 이 과정이 쓰입니다.
출처: Frontiers
연구자들은 리소좀이 작은 분자뿐 아니라 미토콘드리아 같은 세포 소기관을 포함한 여러 구성 요소의 재활용에도 관여한다는 사실을 밝혔습니다.
자가포식에서는 막으로 둘러싸인 소낭이 분해할 세포 성분을 감싸 리소좀으로 전달합니다.
드 뒤브는 이 과정을 자가포식이라고 명명했습니다. 그리스어에서 자신을 뜻하는 auto와 먹는다는 뜻의 phagein에서 유래한 말입니다. 세포 성분을 감싸는 소낭은 자가포식체라고 합니다.
출처: Nobel Prize
자가포식은 아메바부터 곤충, 개구리와 포유류에 이르기까지 다양한 생물에서 진화적으로 보존된 중요한 과정입니다.
그러나 구체적인 작동 원리는 오랫동안 불분명했습니다. 이를 밝히는 데 핵심 역할을 한 연구자가 오오스미 요시노리입니다. 그는 자가포식의 기전을 발견한 공로로 2016년 의학 노벨상을 받았습니다.
출처: Nobel Prize
자가포식 구조의 관찰
오스미 요시노리는 1988년 자신의 연구실을 시작하면서 효모의 액포에 주목했습니다. 효모와 식물의 액포는 분해 기능 면에서 동물 세포의 리소좀과 비슷한 역할을 합니다.
효모는 배양과 유전학 연구가 비교적 쉬워 유용한 모델이었습니다. 유전체 분석과 유전자 조작도 복잡한 동물 세포보다 수월했습니다.
다만 효모 내부 구조는 현미경으로 구분하기 어려웠고, 당시 효모에서도 자가포식이 일어나는지는 분명하지 않았습니다.
오스미는 액포의 분해 효소가 작동하지 않는 돌연변이 효모를 이용했습니다. 자가포식으로 전달된 물질이 분해되지 않으면 액포 안에 자가포식소체가 쌓여 관찰할 수 있을 것이라는 생각이었습니다.
영양분을 제한해 자가포식을 유도하자 액포 내부에 자가포식소체가 축적되었습니다. 이를 일반적인 현미경으로 관찰할 수 있어 효모의 자가포식을 연구할 기반이 마련되었습니다.
출처: Nobel Prize
자가포식 관련 유전자 탐색
관찰 가능한 효모 모델을 확보한 오스미는 자가포식에 필요한 유전자를 찾기 시작했습니다.
화학 물질로 돌연변이를 유도한 뒤 자가포식이 일어나지 않는 효모를 선별했습니다. 이를 통해 해당 과정에 필요한 유전자를 확인할 수 있었습니다.
이 작업에는 많은 실험이 필요했으며, 초기 연구에서 자가포식에 관여하는 15개 유전자를 확인했습니다.
이들은 처음 APG1부터 APG15까지로 불렸습니다. 이후 자가포식 관련 유전자 명칭은 ATG 체계로 통합되었습니다.
자가포식 관련 유전자의 기능
오스미와 동료들은 이 유전자들이 만드는 단백질의 생화학적 역할도 조사했습니다.
자가포식은 여러 단백질 복합체가 조절합니다. 영양분이 충분할 때 이를 억제하는 TORC1의 활성이 영양 결핍으로 낮아지면, Atg1 복합체 등을 통한 자가포식 개시와 막 형성이 촉진될 수 있습니다. TOR가 단순히 스트레스 신호로 활성화되어 자가포식을 시작한다는 설명은 부정확합니다.
출처: Nobel Prize
효모에서 포유류로 확장
연구자들은 효모에서 발견한 자가포식 관련 유전자에 대응하는 포유류 유전자도 확인했습니다. Atg5가 결핍된 생쥐는 출생 직후 수유 전의 영양 부족에 제대로 대응하지 못해 생존에 문제가 생겼습니다. 이는 포유류에서도 자가포식이 중요하다는 증거였습니다.
자가포식의 다양한 기능
후속 연구는 자가포식이 영양 결핍과 여러 스트레스에 대응해 에너지와 세포 구성 재료를 제공하는 데 기여함을 보여 주었습니다.
자가포식은 일부 세포 내 세균과 바이러스를 제거하는 이종포식에도 관여합니다. 모든 감염을 막는다는 의미는 아닙니다.
배아 발달과 세포 분화에도 자가포식이 관여합니다.
세포는 자가포식으로 손상된 단백질과 소기관을 제거해 품질을 관리합니다. 암과의 관계는 복잡합니다. 정상 세포에서는 종양 발생을 억제하는 데 기여할 수 있지만, 이미 형성된 종양에서는 암세포의 생존을 돕기도 합니다.
출처: Nobel Prize
자가포식은 활발한 연구 분야가 되었으며, 특히 2000년 이후 관련 논문 수가 크게 늘었습니다.
출처: Nobel Prize
자가포식 관련 질병
자가포식은 세포의 유지와 생존에 중요하므로 기능 이상이 여러 질병과 관련될 수 있습니다. 그러나 자가포식을 활성화하면 이런 질병을 모두 치료할 수 있다는 뜻은 아닙니다. 연구된 연관성에는 다음이 포함됩니다.
- 일부 유방암과 난소암에서는 효모 ATG6에 대응하는 BECN1 유전자가 포함된 영역의 사본 수 감소 등이 보고되었습니다.
- 간암, 피부암, 신장암, 폐암과 대장암 등에서도 자가포식 관련 유전자의 변화나 발현 이상이 연구되었습니다.
- 자가포식을 저해하는 일부 인간 유전자 변이는 뇌 발달 이상, 발달 지연, 지적 장애, 간질, 운동 장애와 신경퇴행을 일으킬 수 있습니다.
- 동물 모델에서는 자가포식의 소실이 신경퇴행을 일으키고, 활성화가 일부 단백질 응집체의 독성을 줄이기도 합니다. 이것이 사람의 알츠하이머병과 파킨슨병을 치료한다는 임상적 증명은 아닙니다.
- 자가포식 조절은 당뇨병 연구의 한 분야입니다. 고혈당과의 관계는 세포와 상황에 따라 달라지며, 단순한 활성화만으로 치료가 보장되지는 않습니다.
- 미토콘드리아의 자가포식인 미토파지는 심장 손상, 심부전과 심근병증의 진행에도 복잡하게 관여합니다.
여러 질환에서 손상된 세포 성분의 축적이 문제가 될 수 있지만, 모든 질환이 같은 원인으로 발생하는 것은 아닙니다.
지방간과 일부 희귀 유전성 효소 결핍 질환에서도 물질의 축적과 세포 내 분해 과정이 연구됩니다. 각각의 원인과 치료 전략은 구별해야 합니다.
자가포식 약물
자가포식 기능 이상과 질병의 연관성 때문에 이를 약물로 조절하려는 연구가 활발합니다.
일부 암은 자가포식을 생존에 이용하므로 이를 억제하려는 치료법도 연구되었습니다. 임상 결과는 암의 종류와 치료 조합에 따라 달라지며, 모든 초기 시도가 실패했다고 일반화할 수는 없습니다.
다른 질환에서는 자가포식을 촉진하는 접근을 연구합니다. 활성화가 언제나 유익한 것은 아니므로 적절한 표적과 조건을 확인해야 합니다.
자가포식을 촉진하는 한 방법은 mTORC1의 활성을 억제하는 것입니다. 다만 모든 자가포식 조절 약물이 이 경로로 작동하는 것은 아닙니다.
자가포식에 투자하기
자가포식은 세포 기능 유지에 중요해 유망한 바이오테크 연구 분야입니다. 동시에 여러 기능에 관여하므로 약물 개발과 안전성 평가가 복잡합니다.
알츠하이머병과 파킨슨병 등에 적용할 가능성이 연구되고 있지만, 치료 효과와 안전성은 임상시험으로 확인해야 합니다.
관련 기업에 투자하려면 증권사를 이용할 수 있습니다. securities.io에서는 미국, 캐나다, 호주, 영국과 그 밖의 여러 국가의 증권사 정보를 제공합니다.
개별 기업 외에 WisdomTree BioRevolution UCITS ETF (WBIO) , VanEck Biotech ETF (BBH), First Trust NYSE Arca Biotechnology Index Fund (FBT) 같은 바이오테크 ETF도 살펴볼 수 있습니다. 여러 기업에 분산 투자하지만 손실 위험을 없애지는 않으며 자가포식 연구에만 투자하는 상품도 아닙니다.
관련 목록인 «투자하기 좋은 5대 헬스케어 ETF»와 «주목할 만한 5대 바이오테크 주식»도 참고할 수 있습니다.
자가포식 기업
1. Cognition Therapeutics
CGTX 가격 차트
Cognition은 신경퇴행성 질환에 집중하는 바이오테크 기업입니다.
주요 연구 대상에는 알츠하이머병과 관련된 아밀로이드 베타 올리고머가 포함됩니다.
아밀로이드를 표적으로 하는 치료제 개발은 어려웠지만, 아두카누맙만 승인된 것은 아닙니다. 미국에서는 레카네맙에 이어 2024년 7월 도나네맙도 초기 알츠하이머병의 특정 환자군에 승인되었습니다.바이오젠은 2021년 승인된 아두카누맙의 개발과 판매를 2024년에 중단하기로 했습니다.
Cognition Therapeutics (CGTX )는 아밀로이드 베타 올리고머의 신경독성과 관련된 경로를 연구합니다. 이는 플라크 자체를 제거하는 접근과 구별됩니다.
올리고머를 다루는 연구는 다른 개발 프로그램에서도 진행되어 왔으므로, 이를 이전에 전혀 시험되지 않은 표적으로 설명할 수는 없습니다.
출처: Cognition Therapeutics
회사는 시그마-2 수용체 복합체와 신경퇴행 관련 경로의 관계를 연구합니다. 이를 뇌의 확립된 청소부 기능이라고 단정하는 것은 부정확합니다.
연구용 시그마-2 조절제 CT1812를 통해 단백질 이동과 자가포식 등 손상 반응에 영향을 주려는 접근입니다. 사람에서의 효과는 임상시험으로 검증해야 합니다.
시험관 내 연구에서는 일부 시그마-2 조절제가 아밀로이드 베타 올리고머의 신경세포 결합을 억제하거나 결합을 줄이는 결과가 보고되었습니다. 이를 환자에서 입증된 효능과 동일시해서는 안 됩니다.
회사는 루이소체 치매와 건성 연령 관련 황반변성 등에서도 주요 후보물질의 가능성을 연구했습니다.
미국의 알츠하이머병 환자는 2024년 약 690만 명으로 추산되었습니다. 미충족 수요가 크지만, 연구 성과가 곧바로 대규모 매출로 이어진다고 보장할 수는 없습니다.
단백질의 축적과 세포 내 분해 과정의 관계는 추가 연구의 중요한 주제입니다.
2. ImmuPharma (IMM.L)
ImmuPharma도 자가포식 조절을 질병 치료에 적용하려는 바이오테크 기업입니다.
주요 후보물질 P140(Lupuzor)은 루푸스 치료를 목표로 연구되는 면역조절제입니다.
회사는 2024년 3월 기존 3상시험 이후 새로운 용량 범위의 3상시험을 준비 중이라고 밝혔습니다. 다른 적응증으로의 확대도 연구 단계였습니다.
또한 BioAMB의 항진균 가능성을 연구합니다. 이는 항진균제 암포테리신 B를 기반으로 한 후보물질입니다.
회사의 2024년 발표는 동물 전임상 연구 결과와 개발 계획에 관한 것이었습니다. 사람에서 신장 독성이 더 낮거나 투여 방식이 더 편리하다는 임상적 입증으로 보아서는 안 됩니다.
출처: ImmuPharma
ImmuPharma는 미국 내 Lupuzor의 개발과 향후 상업화를 위해 Avion Pharmaceuticals와 독점 라이선스 및 개발 계약을 맺었습니다. 판매에는 규제 승인이 필요합니다.
회사는 후보물질을 개발한 뒤 제약사와 계약하여 후속 임상 개발과 상업화를 추진하는 사업 모델을 설명합니다. 계약이 모든 개발 단계의 성공이나 최종 허가를 보장하지는 않습니다.
