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2024년 3월 21일 바르다 스페이스 인더스트리(이하 바르다)는 최초로 우주 캡슐에서 약물을 제조하는 데 성공했다고 발표했다. 창립한 지 3년 만에 놀라운 성과를 보여준 바르다는 미국항공우주국(NASA), 미국 국방부 등의 정부 기관은 물론, 여러 제약사와 계약을 맺는 등 우주 제약 분야에서 큰 주목을 받고 있다. 바르다를 이끄는 델리안 아스파로호프 공동대표를 4월 9일 화상 인터뷰하며 우주 제약 산업의 전망을 들어봤다.
현재 우주 제약 연구가 가장 활발히 이뤄지고 있는 장소는 ‘국제우주정거장(ISS)’이다. ISS는 이미 40여 년간 단백질 결정 성장 실험을 해온 안정적인 플랫폼이다. 하지만 까다로운 규제와 제한적인 실험 규모 탓에 모든 제약사가 ISS에서 실험하기는 어렵다. 그래서 최근 제약사들이 새롭게 주목하는 플랫폼이 바로 우주 캡슐이다.
바르다 스페이스 인더스트리(이하 바르다)는 위네바고 1호(W-1)라는 우주 캡슐을 직접 개발했다. W-1은 반구 형태로 지름이 90cm밖에 되지 않는 작은 크기의 캡슐이다. 이 캡슐 안에서 제약 실험이 이뤄진다. W-1에는 약물 합성을 위해 필요한 물질과 장비가 들어 있다. 발사체에 실려 지구 저궤도로 이동한 후 지구를 공전 중인 우주선과 결합한 다음 약물 제조 실험을 진행한다. W-1는 실험이 끝나면 다시 분리돼 지구로 재진입한다. 여기서 내용물을 수거할 수 있다.
델리안 아스파로호프 바르다 대표는 우주 캡슐 방식에 도전한 이유를 “기존 플랫폼보다 비용 효율적이고 속도가 더 빠른 대안이기 때문”이라고 설명했다. 실제로 우주 캡슐은 비행사가 타지 않아 ISS 실험보다 비용이 훨씬 저렴하다. 그리고 ISS에는 1년에 4~6번 우주선이 가지만 스페이스X는 이틀에 한 번꼴로 그보다 훨씬 자주 로켓을 발사한다.
바르다는 W-1에서 ‘리토나비르’를 합성하는 실험을 했다. 리토나비르는 후천성면역결핍증(AIDS) 치료에 쓰이는 약물로, 최근에는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 치료에도 활용됐다. 안전 문제로 귀환 시기가 7개월이나 밀리긴 했지만, 우주에서 실험을 시작한 지 27시간 만에 효과적으로 리토나비르를 합성했다.
3월 21일 바르다는 W-1에서 합성한 리토나비르를 분석한 결과, 약물이 성공적으로 결정화됐다고 발표했다. doi: 10.26434/chemrxiv-2024-vb20g-v3 세계 최초로 우주 캡슐에서 약물을 제조하는 데 성공한 것이다. 게다가 합성한 약물은 대기권을 진입할 때 발생하는 1500℃의 마찰열에도 불구하고 우수한 안전성을 보여 우주 캡슐의 상용화 가능성을 높였다.
“우주 신약으로 3~4년 뒤엔 환자의 생명을 구하는 것이 목표”
델리안 아스파로호프 바르다 스페이스 인더스트리 공동대표
Q.우주 제약 산업에 뛰어든 이유가 궁금하다
내가 10학년(한국 기준 고1)이었던 2011년, 미래 산업을 찾는 구글 연구소인 ‘구글 X(현 엑스 디벨롭먼트)’에서 우주 제조 산업에 관한 초기 과제가 발표됐다. 우주 제약도 그중 하나였고 그때부터 우주 제약 분야에 관심을 갖게 됐다. 하지만 실용적인 분야에 대한 단순한 관심이었을 뿐 구체적인 비즈니스 모델을 염두에 두지 않았다. 그때는 지금처럼 우주 왕복선이 자유롭게 다닐 거라고 생각하지 않았다. 일론 머스크도 그 당시에는 그런 이야기를 하진 않았다(웃음).
그때와 비교하면 오늘날 우주에 대한 접근 방식은 분명히 변화했다. 나는 우주 제약 분야에 대해 오랫동안 관심을 가져왔기에 우주의 접근성이 훨씬 개선된 지금, 이 분야의 상업적인 전환이 필요하다고 생각했다. 그래서 바르다를 설립해 우주 제약에 더 깊이 뛰어들게 됐다. (기자 주: 아스파로호프 공동대표는 미국 MIT 컴퓨터과학과를 중퇴하고 자폐증 진단을 돕는 소프트웨어 프로그램을 개발하는 ‘나이팅게일’을 설립했다. 이를 매각한 뒤 설립한 기업이 바르다이다.)
Q.첫 약물 제조 실험에서 리토나비르를 합성했다. 특별한 이유가 있나
리토나비르는 1998년 결정화 문제로 회수 대상이 돼 제약 시장에서 잠시 퇴출당한 약물이다. 결정화 문제는 약을 미세중력 환경에서 만들면 해결할 수 있다. 만약 1998년 당시에 스페이스X와 바르다가 있었다면, 우리는 리토나비르의 회수 조치를 막고 AIDS 환자들의 생명을 계속해서 구할 수 있었을 것이다. 이런 이유로 바르다는 첫 번째 우주 캡슐 임무에서 리토나비르를 합성하기로 결정했다. 우리의 임무는 리토나비르를 여러 가지 형태로 가공하고 제조할 수 있다는 것을 보여줬다.
Q.우주 캡슐을 지구에 재진입시키는 과정에서 가장 어려웠던 점은 뭔가
공학과 과학의 세계도 매우 복잡하지만, 규제 당국의 승인을 받는 것에 비하면 쉬운 일이다. 안타깝게도 바르다가 설립되고 3년 여 동안 겪은 일 중, 캡슐을 재진입시키기 위해 규제 당국에 안전성을 입증하고 승인을 받는 일이 가장 어려웠다. (기자 주: 바르다는 2023년 9월 초 역추진기와 낙하산을 활용해 우주 캡슐을 지구로 복귀시킬 예정이었다. 하지만 미 연방항공청은 귀환 방식의 안전성이 확보되지 않았다며 귀환을 불허했다.)
하지만 이번 귀환을 통해 바르다는 우주 캡슐 재진입 과정의 안전성을 입증했다. 앞으로의 승인 절차는 훨씬 쉬워질 것으로 기대한다.
Q.우주에서 약물을 생산하더라도 높은 가격이 문제일 텐데, 이에 대해 어떻게 생각하나
우리는 이부프로펜이나 페니실린과 같이 대량 생산이 필요한 의약품에 도전하지 않을 것이다. 대신 항암제처럼 저용량, 고독성 약물에 집중할 것이다. 우주 생산에 따라 추가되는 비용은 임상 시험 비용 등을 포함해 실제 약물을 제조할 때 들어가는 비용에 비하면 미미한 수준이다. 가격 인상이 전혀 없진 않겠지만, 그 대신 약을 1, 2년이라도 더 빨리 출시해 더 많은 환자의 생명을 구할 수 있을 것이다.
Q.바르다가 앞으로 나아가고자 하는 방향이 있다면?
우선 복잡한 구조의 약품을 빠르게 제조할 수 있는 플랫폼을 개발하려고 한다. ISS에서 신약 연구를 수행하고 있는 제약사들이 있다. 머크, 일라이 릴리, 존슨앤존슨 등이다. 이들이 ISS에서 진행한 연구는 복잡한 질병을 치료하기 위해, 복잡한 구조의 약품을 만들려고 한다. 차세대 암 치료제와 같은 복잡한 약품의 개발이 빨라진다면 연구가 상업화되는 데 큰 도움이 될 것이다. 우주 신약으로 현재 임상시험 중인 환자들의 생명을 구하는 것을 목표로 하고 있다. 2027~2028년이 바르다가 목표하는 시점이다.
더 많은 우주 캡슐 연구를 수행하기 위해 시스템 확대도 준비하고 있다. 바르다는 4월 초 우주 캡슐 시스템을 확대하기 위해 9000만 달러의 투자금을 유치했다. 앞으로는 정부와 제약사 모두에게 더 빠른 주기로 더 낮은 비용의 우주 캡슐 서비스를 제공할 수 있을 것이다. 우주 캡슐의 발사와 회수 주기를 2024년에는 2회, 2025년에는 3~5회, 이후에는 매년 두 배씩 늘릴 계획이다. 2027년 말에서 2028년 초에는 매달 1회씩 우주 캡슐에서 연구를 수행하려고 한다.
Q.한국과 같이 이제 막 우주 신약 연구를 시작하는 국가가 고려해야 할 문제는 무엇일까
만약 국가적인 우주 신약 생태계를 구축하고자 한다면, 재사용 로켓이 가장 중요하다. 우주에 대한 접근성이 확보되고 나서 자체 의약품 제조 플랫폼을 구축하는 것이 합리적이다. 또 우주 신약 비즈니스를 운영하는 방법을 배우기 위해 바르다와 같은 기업들과 협력하는 것이 좋다.
나는 불가리아에서 태어나고 자랐기 때문에 언젠가는 불가리아가 재사용 로켓을 발사하는 것을 돕고 싶다는 야망을 갖고 있다. 때문에 자국 내에서 우주 역량을 구축하려는 국가적 정체성과 야망을 충분히 이해할 수 있다.
Q.당신처럼 과학에 열정을 가진 과학동아 독자에게 한마디를 전한다면
자신의 열정을 계속 탐구하고 그 위에 어떤 트렌드나 다른 기술을 구축할 수 있을지 고민하는 것이 중요하다. 가장 흥미로운 혁신의 대부분은 분야 간의 결합에서 일어난다. 바르다가 큰 성공을 거둘 수 있었던 이유도 차세대 제약 연구를 항공우주 분야와 결합했기 때문이다.
현실 세계에 관한 다양한 기술을 익히면서 수학, 물리학, 공학 지식을 이해하고 있으면 좋다. 나는 수학, 물리학, 공학을 중시하는 동유럽 가정에서 자랐다. 덕분에 학계에서 뿐만 아니라 현실 세계에서도 성공할 수 있는 직업적 기반을 갖췄다. 내가 일찍부터 항공우주 분야에 집착하게 된 것도 이러한 배경에서 우주 제약에 대해 오랫동안 고민했기 때문이라고 생각한다.
여러 기술을 익히고, 수학과 물리학, 공학을 공부한 다음 흥미로운 조합이 무엇인지 생각해 보라. 그렇게 하면 궁극적으로 많은, 최고의 아이디어가 실현될 수 있을 것이다.
