빛 쬐어 항체 생산량 2배로…'21g/L' 신기록 달성

미국 바이오텍 프로리픽 머신즈(Prolific Machines)가 빛을 이용한 광유전학 기술로 단일클론항체(mAb) 생산성 신기록을 달성하며 바이오의약품 제조 공정에 새로운 가능성을 제시했다.

프로리픽 머신즈는 5일(현지시간) 자사의 '포토몰레큘러(Photomolecular)' 플랫폼을 활용해 15일간의 유가식 배양(fed-batch)에서 리터당 21그램(21g/L)의 항체 생산성을 기록했다고 밝혔다. 바이오 전문매체 피어스파마(FiercePharma) 등에 따르면 이는 업계 표준인 10g/L 미만을 크게 웃도는 수치다.

이 기술의 핵심은 광유전학이다. 빛에 반응하는 단백질을 이용해 세포 내 유전자 발현을 직접적이고 역동적으로 제어한다. 기존 바이오리액터에 조명 장치를 추가하는 '플러그 앤 플레이' 방식으로, AI 기반 스마트 제어 시스템이 실시간으로 빛의 양을 조절해 생산 효율을 극대화한다.

데니즈 켄트 프로리픽 머신즈 최고경영자(CEO)는 "기계와 세포 사이의 '번역층'을 구축해 AI 알고리즘으로 세포를 제어하는 것이 목표"라며 "세계 최초의 '자율주행 바이오리액터'를 만들고 있다"고 설명했다.

이번 공정에서 생산된 항체는 수확 시점 기준 약 87%의 세포 생존율을 유지했으며, 최대 생존 세포 밀도는 밀리리터당 3300만개(33 million cells/mL)에 달했다. 세포당 일일 생산성은 약 60피코그램(pg/cell/day)을 기록했다.

프로리픽 머신즈는 연말까지 생산량을 25g/L로 끌어올리고, 장기적으로는 40~50g/L까지 도달할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이 기술은 다중특이항체, 사이토카인, 융합 단백질 등 더 복잡한 구조의 차세대 바이오의약품 개발에도 기여할 전망이다.

이 회사의 혁신성은 규제기관에서도 인정받았다. 프로리픽 머신즈는 지난해 5월 미국 식품의약국(FDA)의 '신흥 기술 프로그램(Emerging Technology Program)' 대상으로 선정됐다. 또한 2024년 중반에는 5500만달러(약 792억원) 규모의 시리즈B 투자를 유치한 바 있다.

켄트 CEO는 "이 기술을 우리만 독점하지 않고 생태계 모든 구성원이 이용할 수 있도록 할 것"이라고 밝혔다. 회사는 구체적인 파트너사를 공개하지 않았지만, 주요 위탁개발생산(CDMO) 기업 및 신약 개발사들과 논의를 진행 중인 것으로 알려졌다.