[헬스코리아뉴스 / 서정필] 페니트리움바이오사이언스가 종양미세환경(TME) 조절 후보물질 '페니트리움(Penetrium)'과 RAS 표적치료제 '다락손라십(daraxonrasib)'의 병용 가능성을 뒷받침하는 새로운 비임상 데이터를 공개했다.

환자 유래 폐암 오가노이드에 암연관 섬유아세포(CAF)를 함께 배양한 조건에서 다락손라십 투여 후 회사가 '잔존 저항성'으로 평가한 지표는 89.6%까지 높아졌지만, 다락손라십을 먼저 처리한 뒤 페니트리움을 추가하자 7.5%로 낮아졌다고 회사 측은 발표했다. 

페니트리움바이오사이언스는 이를 암세포 자체의 유전적 변화뿐 아니라 CAF와 세포외기질(ECM) 등 종양을 둘러싼 환경이 항암제의 반응을 제한할 수 있다는 자사 가설을 뒷받침하는 결과로 해석하고 있다. 회사는 이러한 미세환경에 의한 치료 저항성을 '가짜내성(Pseudo-resistance)'으로 설명한다. 

회사는 14일 오후 서울 강남구 그랜드 인터컨티넨탈 서울 파르나스에서 열린 '페니트리움 글로벌 임상 개발 심포지엄 2026(PENETRIUM Global Clinical Development Symposium 2026)'에서 이 같은 연구 결과와 향후 임상 개발 전략을 공개했다. 행사에서는 암세포 자체를 겨냥하는 치료에 종양미세환경 조절이라는 두 번째 치료축을 더하는 개발 전략이 집중적으로 다뤄졌다.

다만 해당 수치는 환자 유래 오가노이드에서 확인된 비임상 지표다. 실제 암 환자에서 페니트리움 병용이 종양 반응 개선이나 치료 지속기간 연장으로 이어지는지는 별도의 임상 검증이 필요하다.

다락손라십 단독 57.8%…CAF 더하자 89.6%

이번 연구는 항암제가 암세포 자체에는 작용하더라도 종양 주변 환경이 달라지면 치료 반응이 제한될 수 있는지를 살펴보기 위해 진행됐다.

종양은 암세포만으로 구성되지 않는다. 암세포 주변에는 섬유아세포와 면역세포, 혈관, 세포외기질 등이 함께 존재한다. 특히 CAF는 세포외기질 형성과 세포 간 신호 전달에 관여하면서 암 성장과 약물 반응에 영향을 줄 수 있는 종양미세환경의 주요 구성요소다.

페니트리움바이오사이언스 연구진은 환자 유래 폐암 오가노이드에서 다락손라십을 처리한 뒤 CAF 존재 여부에 따라 반응이 어떻게 달라지는지 비교했다.

회사 발표에 따르면 암세포만 배양한 조건에서 다락손라십 투여 후 잔존 저항성 지표는 57.8%였다. CAF를 함께 배양하자 같은 지표가 89.6%로 높아졌다.

난소암 환자 유래 오가노이드에서도 같은 방향의 변화가 나타났다. 암세포만 배양했을 때 50.5%였던 지표는 CAF를 함께 배양한 조건에서 67.7%로 상승했다.

페니트리움바이오사이언스는 이를 CAF를 포함한 종양미세환경이 다락손라십의 반응을 낮추는 방향으로 작용했을 가능성을 보여주는 결과로 보고 있다.

비임상 연구를 발표한 장수화 박사는 암세포 자체의 추가 변이로 약물이 듣지 않는 전형적인 내성과 구별해 이러한 현상을 '가짜내성'으로 설명했다.

페니트리움 추가 후 폐암 7.5%·난소암 12.8%

연구진은 이어 다락손라십을 먼저 처리한 뒤 페니트리움을 추가하는 순차 병용 실험을 진행했다.

폐암 오가노이드에서는 CAF 공배양 환경에서 89.6%까지 높아졌던 잔존 저항성 지표가 페니트리움 추가 후 7.5%로 낮아졌다. 82.1%포인트 감소한 수치다.

난소암에서도 CAF 공배양 후 67.7%였던 지표가 페니트리움 추가 뒤 12.8%로 떨어졌다.

회사는 이 결과를 페니트리움이 다락손라십의 RAS 표적을 직접 대신 공격해서 나타난 변화라기보다, CAF와 세포외기질을 포함한 주변 환경을 변화시켜 기존 항암제가 다시 작용하기 쉬운 조건을 만든 결과로 보고 있다.

기전 분석에서도 이런 해석을 뒷받침하는 변화가 관찰됐다는 것이 회사 측 설명이다.

장수화 박사는 페니트리움 처리 후 세포 자멸사와 관련된 Caspase 활성이 크게 증가했다고 밝혔다. NK세포와 T세포 등 면역반응과 관련된 유전자 신호는 활성화되는 방향으로 변한 반면, 세포외기질 구성과 세포 접착, ATP 생산과 관련된 일부 경로는 낮아졌다는 설명이다.

페니트리움바이오사이언스는 이를 암세포 자체보다 주변 미세환경에 작용해 기존 항암제의 반응을 높인다는 자사 개발 가설을 뒷받침하는 데이터로 보고 있다.

기존 항암제 유지하며 페니트리움 추가하는 전략

임상 개발 전략도 이와 같은 방향이다. 항암치료 도중 질병이 진행하거나 반응이 떨어지면 다른 약제나 치료 조합으로 전환하는 방안을 검토하는 경우가 많다. 페니트리움바이오사이언스는 기존 항암제를 바로 중단하기보다 해당 치료를 유지하면서 페니트리움을 추가하는 'Add-on' 방식을 추진하고 있다.

암세포 자체를 공격하는 기존 치료축을 유지한 상태에서 종양미세환경이라는 또 다른 치료축을 함께 조절해 떨어진 반응을 다시 높일 수 있는지 확인하겠다는 것이다.

회사는 이를 기존 치료에 다시 민감하게 만드는 '재감작(resensitization)' 전략으로 설명하고 있다.

심포지엄 발표자료에서도 암세포 표적과 회사가 '가짜내성'으로 규정한 미세환경을 동시에 겨냥했을 때 실제 환자에게서 항종양 효과로 이어질 수 있는지가 향후 임상에서 확인해야 할 질문으로 제시됐다.

다만 '가짜내성'과 '재감작'은 현재 페니트리움바이오사이언스가 자사 연구 결과와 개발 전략을 설명하기 위해 사용하고 있는 개념이다. 비임상에서 나타난 변화가 실제 환자의 약물 내성을 되돌리는 임상적 효과로 이어진다고 단정할 단계는 아니다.

표적치료제 넘어 면역항암제까지 병용 범위 확대

회사는 이러한 종양미세환경 조절 전략을 다락손라십과 같은 표적치료제에만 적용하고 있지는 않다.

이날 공개한 자료에는 삼중음성유방암(TNBC) 4T1 동물모델에서 항PD-1 면역항암제와 페니트리움을 병용한 비임상 결과도 포함됐다.

회사에 따르면 병용군에서는 CD8+ T세포 관련 신호가 높아지고 면역억제와 연관된 TGF-β 신호는 감소하는 방향의 변화가 관찰됐다.

페니트리움바이오사이언스는 표적치료제와 면역항암제처럼 작용 방식이 다른 약물에서도 종양미세환경이 치료 반응을 제한할 수 있으며, 이를 조절하는 방식으로 페니트리움의 병용 범위를 확대할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

다만 다락손라십 연구는 환자 유래 오가노이드, 항PD-1 병용 연구는 동물모델에서 진행돼 연구 조건이 서로 다르다. 서로 다른 암종과 치료제에서 페니트리움이 동일한 효과를 낸다고 해석할 수는 없다.

美 2a상서 환자 검증…12주가 첫 판단 시점

비임상 단계에서 제시된 가설은 이제 환자를 대상으로 한 임상 검증으로 넘어갈 예정이다. 페니트리움바이오사이언스는 최근 미국 FDA로부터 페니트리움의 임상 2a상 시험계획을 승인받았다고 밝혔다. 회사가 제시한 개발 전략은 기존 치료를 유지한 상태에서 페니트리움을 추가한 뒤 안전성과 초기 항종양 신호를 확인하는 방식이다.

임상 실무 책임자인 이지은 페니트리움 바이오사이언스 상무는 이날 투여 후 12주를 초기 임상 개념증명(PoC)을 판단하는 첫 시점으로 제시했다.

12주는 임상시험의 최종 결과를 판단하는 시점이 아니라 페니트리움 추가 이후 환자의 치료 흐름이 이전과 달라지고 있는지를 처음 종합적으로 살펴보는 단계라는 설명이다.

회사 발표자료에 따르면 초기 평가에는 안전성과 내약성, 약물 노출을 비롯해 질환별 바이오마커와 영상 종양평가가 포함된다. 질환에 따라 PSA나 CA19-9 등을 확인하고, 영상은 RECIST 또는 iRECIST 기준을 활용한다는 계획이다.

이지은 상무는 기자에게 "기존 치료제에 반응하지 않는다고 곧바로 약을 교체하기보다 페니트리움을 추가한 뒤 치료 궤적이 달라지는지를 확인하는 것이 임상 개발 전략"이라고 설명했다.

오가노이드에서 나타난 저항성 지표 감소가 실제 환자에서는 종양 크기 감소나 질병 진행 지연, 치료 지속기간 연장 등으로 연결되는지가 향후 임상에서 확인해야 할 부분이다.

2024 세계폐암학회(WCLC) 공동의장을 지낸 폐암·면역항암제 분야 권위자인 샌딥 파텔(Sandeep Patel) UC 샌디에이고 의대 교수는 기자와 만난 자리에서 "페니트리움의 가장 큰 강점은 종양 미세환경 내 전달력을 극대화해 병용 약물의 효능은 끌어올리고 전신 독성은 낮출 수 있다는 점"이라며 "표적치료제와 면역항암제, ADC 등 다양한 모달리티와 결합해 기존 치료 장벽을 허무는 이상적인 병용 파트너가 될 것"이라고 말했다.