25년 동안 망막 질환 연구를 하면서 늘 질병 매커니즘과 신약에 대해 호기심과 설레임을 가져왔던 장완진 대표. 미국과 아프리카의 대학 교수로 재직하다가, 한국 바이오 업계의 무서운 성장세를 보고 창업에 뛰어들었다고 한다. 실리콘밸리처럼 한국도 스타트업을 적극 지원하는 흐름이 형성되면서, 이미 미국에서 20년 전 한번 창업 경험이 있었던 장 대표는 긴 해외 생활을 마감하고 귀국해 망막 질환에 특화된 신약 개발 벤처 회사를 설립했다.

줄리아연구소 주식회사 장완진 대표

세계 최초 눈 질환 지도에 도전하다

줄리아연구소는 눈 질환의 매커니즘 관련해 세계 최초로 단백질 저분자 지도를 그리고 데이터베이스를 구축하는 기업 중 하나라고 장 대표는 야심차게 말한다.

“사망 원인 1위를 차지하는 암은 질환 지도가 있습니다. 지도라고 하면 질병에 이르게 되는 과정을 분자적으로 분석한 거라 보시면 되는데요. 예를 들어 가장 흔한 망막 질환인 황변변성의 경우, 질병에 걸리면 무엇이 어떻게 변해가는지를 정밀하게 추적합니다. 눈 안에 단백질이 상당히 많은데 수만 개의 질환자 데이터를 비교해서 어떤 유전자, 단백질 또는 저분자가 잘못되어 질병이 발발하는지 알아낼 수 있는 거죠. 이 지도가 완성되면 질병을 극복하는 신약을 개발할 수 있게 됩니다.”

아직 인간이 눈을 연구한지는 100년 정도밖에 되지 않았고, 그나마 지난 20년간 집중적으로 연구가 이루어져 왔다고 한다. 즉 아직 연구할 부분이 많이 남아 있다는 것. 우리 몸은 단백질로 이뤄져 있는데, 나이가 들수록 단백질이 산화되면서 노화가 일어난다고 한다. 이때 눈, 귀, 뇌 등 재생산이 안 되는 신경 세포가 노화가 먼저 오기 때문에 결국 어떤 단백질이 잘못되어 질병이 되는지를 알아내야 한다고. 앞서 예로 들었던 황반변성의 경우 산화, 염증, 또는 혈관을 만드는 단백질이 변성되면 생기는 병이기 때문에, 특정 단백질을 억제하거나 늘려주는 분자를 개발하게 되었다고 한다.

데이터바우처 통해 눈 질환 치료제 개발

황반변성, 백내장, 당뇨망막증 등 눈 질환 치료제를 개발하기 위해 줄리아연구소는 먼저 미국에서 기증안구의 유전자와 단백질, 저분자를 분석하고 3D로 시각화하여, 신약 후보물질과 단백질이 결합된 모습을 3D로 구현해내는 AI 기반 신약개발 환경을 조성했다. 질병 단백질과 새로운 저분자 결합을 X-ray 크리스탈 구조를 통해 확인하고, AI가 질환 치료 알고리즘을 추천하면, 신약 물질의 반응까지 VR로 볼 수 있다.

이로써 이전에는 실험실에서 직접 실험을 하느라 많은 시간과 비용이 소모되었는데, 이제는 AI를 통해 대규모 데이터를 처리하고 실감형 인터페이스로 직관적 의사 결정이 가능해지면서, 신약 개발의 속도가 비약적으로 빨라지게 된 것이다.

줄리아연구소는 안구건조와 황반변성을 예방하는 제품 ‘포뮬러 1, 2’를 만들었고, 1억 5천만원의 매출을 올렸다. 또한 특허 등록 10건, 국제특허 출원 5건의 가시적인 성과를 만들었다.

현재는 차병원, 단감연구소, 조선대, 강원대 등과 신약 후보물질 공동 연구를 진행중이며, 가톨릭대 성빈센트병원과 연구자 임상을 진행할 계획에 있는 등 제약회사나 병원과도 활발한 협력을 이어갈 예정이다.

질병 데이터를 한곳에 모을 수 있다면

“현재 질병 데이터는 전세계에 다 흩어져 있습니다. 이를 가장 많이 보유하고 있는 곳이 미국의 다국적 제약회사들입니다. 코로나가 발발했을 때 그들이 백신을 빠르게 만들 수 있었던 이유도 2003년에 유사코로나 질병이 발생했는데 그 데이터를 가지고 있었던 덕분이죠. 한국도 약 10년 정도 지나면 데이터에 대한 경쟁력이 생길 수 있겠죠. 현재 눈에 관한 데이터는 특히 부족한 편인데요. 한국이 세계 최고의 눈 데이터 보유국이 되었으면 하는 바램이 있습니다.”

장 대표는 국내에서도 양재바이오센터가 생기면서 국가 차원에서 데이터를 모으고 있어 매우 고무적이라고 말했다.

그가 특히 눈에 관심을 가지는 이유는 눈과 뇌가 긴밀하게 연결돼 있어, 망막 치료제가 뇌 질환에도 응용할 수 있는 경우가 많기 때문이다. 알츠하이머병 등 노화와 관련돼 극복되지 못한 병들을 치료할 수 있는 희망이 생기는 것이다. 인간이 질병을 이해하고 신약을 만드는 것은 이제 초기 단계라며, 그는 질병 데이터베이스를 활용해 모든 질병에 대한 치료제 개발이 가능하다고 밝은 미래를 그렸다.

줄리아연구소 주식회사 (Julia Laboratory)

-홈페이지: http://julialab.kr

-주요서비스: 황반변성, 녹내장, 당뇨망막증, 백내장, 치매 치료제 개발, 망막/뇌질환 데이터베이스 구축, 신약 분자 디자인