특급 명령: 그림의 떡 먹기… Code name: Holding out for pie in the sky

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우리 속담에 그림의 떡에 해당하는 영어는 Pie in the sky 이다.

이 두 표현 중 어느게 더 가능성이 높을까?

1) 일단 “먹는다”는 행위를 놓고 보면 “그림의 떡”이 더 쉽다. 그림에서 오려서 일단 먹어버리면 되니까….

2) “맛있는 음식”이라는 측면에서는 “pie in the sky”가 더 가능성이 있다… 잘 뛰어가 자리 잡으면 진짜 “먹을 거리”를 잡을 가능성은 있으니까….

하지만, 두 표현 모두 보는 이에게는 “절박한 안타까움”이 서려 있다. 특히 배고플 즈음이면…. ㅠㅠㅠ

 

이런 처지에 있는 상황이 있다. 바로 GPCR(G-protein coupled receptor)이다. 최근 FierceBiotech의 기사를 보면…

Amgen, Sanofi and Ono band together for open-source R&D  암젠, 사노피 그리고 오노, 개방형 연구개발 위해 함께 하다   [기사 원문은 아래…]

Biopharma giants Amgen ($AMGN), Sanofi ($SNY) and Ono have joined a group of international academics to flesh out a promising but underexplored field of drug development, planning to share their discoveries with the public in hopes of galvanizing global R&D.

Joining universities in China and the U.S., the three companies have launched an initiative focused on proteins called G-protein coupled receptors (GPCRs), which play a role in wide variety of processes in the body. The resulting nonprofit, dubbed the GPCR Consortium, plans to mount a precompetitive research collaboration in hopes of shining a light on the 826 known GPCRs, which are poorly understood at present but could be valuable drug targets. The idea is to map out the structures of each protein using cutting-edge imaging technology, and the group intends to publish all of its findings in the public domain.

Working alongside the three drugmakers are the iHuman Institute at ShanghaiTech University, the Shanghai Institute of Materia Medica and the University of Southern California. The GPCR Consortium may recruit additional institutions to join the effort, and the group hopes to pull in as many as 5 more drug developers to reach its goal of plotting an initial 200 GPCRs, prioritizing those with applications in diabetes, cancer and mental disorders, among other conditions.

Such cross-cutting research initiatives are becoming more popular among the world’s largest institutions, and the GPCR team is modeling itself on Oxford University‘s Structural Genomics Consortium, which unites GlaxoSmithKline ($GSK), Novartis ($NVS) and 9 other drugmakers with a slew of academic experts. The Broad Institute has played host to similar arrangements, this year recruiting Merck KGaA and Pfizer ($PFE) into a precompetitive research alliance focused on lupus, while Roche ($RHHBY) and AstraZeneca ($AZN) have forged a wide-ranging pact to share discovery-stage data in the spirit of open science.

As for the GPCR Consortium, the academic founders are responsible for the majority of published data on the proteins’ structures, the group said, and matching their expertise with the drug discovery know-how at Amgen, Sanofi and Ono will provide the fastest path to therapeutic development in the nascent field, consortium President Michael Hanson said.

“By working together, we can maximize the impact of our research on human health and disease while providing a means to support early-stage basic research and bring together academic and industry scientists in a productive working relationship,” Hanson said in a statement.

The effort has particular resonance for Sanofi, which just opened a sizable R&D center in Shanghai that will employ 1,400 people, concurrently signing a deal with China’s GPCR Institute. Like each partner in the group, Sanofi touts the broad potential of GPCR research, but the company has zeroed in on the potential diabetes applications, looking to bolster a portfolio that includes the world’s top-selling insulin and a pipeline of promising treatments.

“With global diabetes sufferers expected to increase to 592 million before 2035, and the rates in Asia Pacific region set to soar, I am confident that our partnership with the GPCR Consortium will combine our strengths and insights and bring us one step closer to a breakthrough in treatment benefiting the regional and global diabetes patients,” Frank Jiang, the company’s head of Asia Pacific R&D, said in a statement.

내용을 알아 보면 이렇다.

1. Amgen,  Sanofi 그리고 Ono, 삼개 제약사는 중국의 iHuman Institute (ShanghaiTech University 소속) 과 the Shanghai Institute of Material Medica, 그리고 미국의 남가주 대학 USC (University of Southern California) 가 진행하는 GPCR 컨소시엄에 참여한다.  GPCR 컨소시엄음 추가로 다른 연구기관들을 참여시킬 수 있고 최대 5개 제약회사들을 추가하려고 한다.

[들리는 소문에 의하면 Scripps의 Richard Lerner가 중국 정부로 부터 상당한 지원을 받고  iHuman Institute에 실험실을 차린다는 말도 있고, Scripps의 다른 PI도 간다는 말도 있다]

2. 초기에 200여개의 GPCR을 선정해서 연구를 하려고 한다. 이 200여개의 GPCR은 당뇨, 암 그리고 정신질환 등에 응용이 가능한 것으로 하려고 한다.

[기사에 의하면 알려진 GPCR 숫자가 826개라고 한다. 필자가 정리한게 겨우 350개 인데…. 쩝]

3. 연구의 범위: 우선 200여개의 GPCR의 구조를 규명하고 공개하여 세계 모든 연구자들이 이용하도록 한다. 사용하는 기술은 이미징 기술이라고 하는데…

[이미징 기술을 이용해서 신약개발에 얼마나 도움이 될지는 필자는 개인적으로 약간 회의적이긴하다. 하지만, 이미징을 이용한 구조 규명을 하면서 단백질의 정제 등 상당히 부수적이고, 기반적인 일들을 할 것이기 때문에 전체적으로는  GPCR 연구에 많이 기여할 것이라 생각한다.

그럼 GPCR이 외 그림의 떡일까?

 

1. 우선 현재까지 판매되고 있는 약물의 40~60%는 GPCR을 표적으로 하는 약물이다.

가장 대표적인 것이 H2 수용체 길항체 (antagonist)  인 잔탁 (Zantac, ranitidine)이다. 이외에도 각종 수용체들, -도파민, 세로토닌, 히스타민 등-에 작용하는 각종 약물들이 결합하는 수용체들이 바로  GPCR들이다.

2. 그럼 이게 왜 그림의 떡인가?

1) 이 수용체들은 특징적으로 세포막을 7번이나 통과하는 구조로 되어 있다. 그래서 기능적으로 온전한 단백질을 순수하게 정제 분리한다는 것이 매우 어렵다.

항원의 정제를 반드시 필요로 하는 현대의 항체치료제 개발 기술로 보면 “좋은 약물 표적이라는 것은 다 아는데….. 정말 그림의 떡”과 같이 그저 보과만 있는 표적들이 되어 버렸다.

2) 유사한 수용체들이 매우 많아, 선택성을 두기가 매우 어렵다. 기존의 약물들도 특히나 중추신경계에 있는 다른 /혹은 유사한 GPCR을 건드리면 다양한 부작용을 유발한다.

3) 그래서 위의 GPCR  컨소시엄에서 200여개의 구조를 밝히려는 것이다. 그런데 단백질의 구조를 보는데 가장 해상도가 높은 것이 X선 결정학인데, 이를 사용하려면 단백질을 순수하게 정제해야 한다. 결국 컨소시엄에서는  X선 결정학은 사용하지 못하니 “잇몸”에 해당하는 “이미징 기술”을 사용하겠다고 하는 것…

3. 항체하는 회사들의 새로운 서부(New Western)이 될까?

기존의 항체 선별/검색(screening)기술로는 항원을 최소한 어느 정도라도 순수하게 정제하지 않고서는 항체 발굴을 하기가 쉽지 않다.   그래서 이 항체검색 기술이 항원을 정제하지 않고 할 수 있는 방법으로 진화된다면 항체 연구하는 회사들에게는 분명 새로운 “놀이터”를 제공해 줄 것이다.

4. 구체적인 힌트는…

기사 말미에 Sanofi가 주 관심이 있는 당뇨에 대해 언급되어 있다. 현재 당뇨병 치료제는 대부분 경구용들이 있고 GLP-1 유사체들이 있다. 그런데 GLP-1이 결합하는 GLP-1 수용체도 GPCR이다. 즉 작용제(agonist)역할을 하는 항체들을 찾을 수 있으면 GLP-1을 오래 작용하게 하기 위해서 다양한 DDS(drug delivery system)을 사용하는 것을 피하면서 단숨에 long-acting GLP-1 agonist의 역할을 할 수 있다.

과연 그림의 떡, 하늘위의 파이를 딸 수 있을까? 두고 볼 일이다.

현재는 어려움이 많은 분야이지만, 궂이 안될 거라고 말하고 싶지는 않다. Why not? 하면서 응원해주고 싶다…

한가지 더… 언급할 것은 세계의 저명한 과학자들이 중국정부 (중앙 혹은 지방정부)의 지원을 받아 자신들이 관심있는 분야를 안정적으로 연구하기 위해 중국으로 옮기고 – 어떤 경우는 겸직 dual position)으로- 있다.

한국 연구자들 및 정책입안자들이 “Flying to Chian” 하는 세계 연구자들을 어떻게 보고 어떻게 활용하거나 대처할지 생각해볼 대목이다.

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