치솟는 인슐린 비용? 소가 도움이 될 수 있습니다.

이번 ‘미래 탐구’에서는 세상을 바꿀 수 있는 잠재력을 지닌 최첨단 기술 발전에 대해 소개합니다. 이러한 획기적인 콘텐츠를 매주 목요일 아침 이메일로 직접 받아보려면 웹사이트를 통해 구독 신청하세요.

미국 내 인슐린의 엄청난 비용에 대응하기 위해 연구자들은 이 중요한 약물을 경제적으로 생산할 수 있는 혁신적인 방법을 모색해야 했고, 그 결과 수유 분비물에서 인슐린을 합성할 수 있는 유전자 변형 소를 개발하는 데 성공했습니다.

인슐린의 역사

인슐린 은 췌장에서 만들어져 혈액 속의 포도당을 세포의 에너지로 전환하는 단백질입니다.

당뇨병 환자는 췌장에서 인슐린을 제대로 생산하지 못하거나(제1형 당뇨병), 체내에서 인슐린을 효율적으로 활용하는 능력이 손상된(제2형 당뇨병) 사람을 말합니다. 따라서 이러한 사람들은 혈당 수치가 지속적으로 상승하기 쉬우며 심혈관계 손상, 시력 저하, 신장 기능 장애 등 다양한 심각한 건강 합병증을 유발할 수 있습니다.

당뇨병에 걸린 사람들에 대한 역사적 기록은 3,000년 이상 거슬러 올라가지만, 연구자들이 이 질병이 췌장 때문이라는 결론을 내린 것은 19세기에 이르러서입니다. 20세기에 접어들면서 연구자들은 췌장 내 세포가 당뇨병 발병을 완화할 수 있는 화합물을 분비한다는 사실을 밝혀냈습니다.

그들은 이를 “인슐린"이라고 명명하고 소와 돼지의 췌장에서 추출하고 정제하는 방법을 알아냈으며, 8온스의 귀중한 약물을 추출하는 데 2톤의 돼지 췌장 이 필요했습니다.

그 후 의료 전문가들은 당뇨병 환자 치료에 이 방법을 사용하기 시작했고, 과거에는 치명적이었던 예후를 비교적 통제 가능한 상태로 바꾸어 놓았습니다.

인슐린은 어느 한 사람의 독점적 소유물이 아니라 인류 공동의 복지에 기여하는 필수 자원이기 때문에 인슐린의 소유권은 개인의 주장을 넘어 글로벌 커뮤니티 전체를 포괄하는 것으로 확장됩니다.

프레드릭 밴팅

1923년 프레드릭 밴팅, 찰스 베스트, 제임스 B. 클립으로 구성된 선구적인 인슐린 연구자 그룹은 인슐린과 그 생산 방법에 대한 미국 특허를 획득한 후 토론토대학교(UT)에 특허당 1달러라는 매우 저렴한 가격에 지적 재산을 이전했습니다. 이 결정은 생명을 구하는 치료제가 필요한 사람들이 희소성이나 박탈감을 경험해서는 안 된다는 훌륭한 의도에서 내려진 것입니다.

밴팅은 인슐린이 자신의 독점적 재산이 아니라 모든 인류가 이용할 수 있어야 하는 자원이라고 주장했습니다.

그렇다면 왜 최근 일부 미국인들은 인슐린에 매달 달러 달러를 지출하고, 일부에서는 높은 비용 때문에 약을 배급받지 못해 사망하는 경우도 있었을까요?

돈 문제

인슐린이 공개된 직후 토론토 대학교는 제약회사에 생산 허가를 내주기 시작했고, 이후 반세기 동안 동물 유래 인슐린의 정제 과정을 최적화하는 방법을 연구하는 데 전념했습니다.

1970년대에 생명공학 분야에 혁명을 일으킨 획기적인 발견이 이루어졌습니다. 연구자들은 박테리아나 효모 세포에 인간의 DNA를 도입하는 방법을 고안하여 이러한 유기체가 고도로 정제된 완전 재조합 형태의 인슐린을 합성할 수 있도록 하는 데 성공했습니다.

이 공정의 개발로 인해 약물의 공급원이 일정하게 확보되어 예측할 수 없는 육류 수요에 의존할 필요가 없게 되었으며, 이는 약물의 가용성에 영향을 미칠 수 있습니다.

1982년 미국 식품의약국은 이러한 인슐린의 첫 번째 사례, 즉 일라이 릴리의 휴물린을 승인했으며, 이후 10년 동안 연구자들은 유전자 물질을 변형하여 내구성을 연장하거나 발병 시간을 단축하는 재조합 형태의 인간 인슐린, 즉 “유사체"를 생성하는 방법을 확인했습니다.

2006년까지 미국은 인간용 동물 인슐린 생산을 완전히 중단하여 당뇨병 환자에게는 이러한 새로운 형태만 남았고, 복잡한 제조 공정으로 인해 몇몇 회사를 제외한 모든 회사가 개발을 시도하지 못했습니다.

이 소수의 회사들은 제형을 조금만 변경하여 약물에 대한 특허를 반복해서 연장할 수 있었습니다.이 관행은 " 에버그리닝 “이라고 불리며, 제약 제조업체가 특허가 만료된 오래된 포뮬러의 제네릭을 마케팅하지 못하게 하여 의사가 처방할 가능성이 더 높은 최신 포뮬러를 항상 사용할 수 있게 합니다.

현재 미국의 인슐린 중간 가격은 10년 전보다 약 30% 높은 수준입니다.

미국에서 인간 인슐린 및 유사체의 초기 제형이 승인된 초기에는 일반적으로 이러한 약품의 가격이 합리적으로 책정되었습니다. 그러나 시간이 흐르면서 미국 인슐린 시장은 Eli Lilly, Sanofi, Novo Nordisk 등 3개 회사만이 장악하게 되었습니다. 이 기업들은 경쟁이 제한되어 있다는 점을 이용해 가격을 크게 올렸습니다.

2022년까지 840만 명의 미국인 명이 인슐린에 의존하고 있으며, 미국 보건복지부의 지원을 받은 RAND 보고서에 따르면 이들은 다른 고소득 국가의 사람들보다 단위 당 9배가 넘는 을 지불하고 있었습니다.

미국 정부는 마침내 조치를 취하기 시작했습니다 .

2022년 의회는 인플레이션 감소법을 통과시켜 메디케어 가입자의 인슐린 가격을 월 $35 로 제한했으며, 조 바이든 대통령은 2024년 국정 연설에서 모든 미국인의 인슐린 비용을 월 $35 로 제한하는 것이 목표라고 밝혔습니다.

최근 몇 년간 새로운 제네릭 및 바이오시밀러 인슐린의 승인도 비용 문제를 해결하는 데 도움이 되고 있지만, GoodRX의 데이터에 따르면 오늘날 환자의 평균 가격은 10년 전보다 여전히 30% 더 높습니다.

연구자들은 가까운 미래에 소와 같은 가축을 활용하여 생명을 구하는 약을 생산할 수 있는 비용 효율적인 대안이 발견될 수 있다는 가설을 세우고 있습니다.

우유 의약품

일리노이 대학교 어바나-샴페인과 브라질 상파울루 대학교의 과학자들은 인간 인슐린 유전자를 삽입하기 위해 박테리아나 효모 숙주를 이용하는 대신 인슐린의 전구체인 프로인슐린의 유전자 코드를 소 배아에 직접 삽입하는 방법을 선택했습니다.

연구진은 10개의 배아를 대리모 소 숙주에 이식하는 과정을 성공적으로 활용했으며, 그 결과 한 마리의 살아있는 새끼를 탄생시켰습니다.

성숙기에 이르자 암소에 인공 수정을 통해 수유를 촉진하려는 시도가 이루어졌습니다. 그러나 이 방법은 실패로 돌아갔습니다.그 후 수유를 유도하기 위해 호르몬 주사를 투여했습니다. 젖소는 우유를 생산했지만 임신 중에 생산되는 것보다 현저히 낮은 수준이었습니다.

우유 샘플을 가지고 실험한 결과, 1리터당 약 3그램의 프로인슐린과 인슐린이 모두 존재하는 것으로 밝혀졌습니다.

“우리의 목표는 프로인슐린을 만들어 인슐린으로 정제하고 거기서부터 시작하는 것이었습니다.” UIUC의 동물 과학 교수이자 소를 설명하는 논문 의 주 저자 매트 휠러가 말했습니다.

본질적으로 동물의 대사 과정은 전구 호르몬인 프로인슐린에 비해 생물학적 활성 인슐린을 약 3배 더 많이 전환합니다. 실제로 놀라운 유선은 이 전환 과정에서 중요한 역할을 합니다.

유선은 다른 기능 중에서도 단백질의 효율적인 생산을 위해 대자연이 특별히 맞춤 설계한 정교한 구조입니다.

매트 휠러

연구진은 인슐린을 생산할 수 있는 소의 유기체를 복제할 계획이며, 임신에 성공하면 기존의 착유 과정을 통해 프로인슐린과 인슐린의 생산량을 결정할 수 있을 것으로 낙관하고 있습니다. 그러나 그러한 사건이 일어나기 전까지는 자연 수유를 통해 이러한 물질을 어느 정도 확보할 수 있을지는 아직 불확실합니다.

동물의 우유가 리터당 1그램에 불과하다면 이는 상당한 효과를 가져올 수 있습니다. 일반적으로 젖소는 매일 40~50리터의 우유를 생산합니다.

유제품에서 추출한 인슐린의 최종 가격 결정은 우유에 존재하는 인슐린을 분리하고 정제하는 데 드는 비용과 같은 다양한 고려 사항에 따라 달라집니다. 그럼에도 불구하고 연구자들은 소의 인슐린 생산이 생명을 구하는 이 중요한 단백질을 상당량 생산할 수 있는 효율적인 방법이 될 수 있다고 주장합니다.

휠러 박사에 따르면 대자연은 유선에게 매우 효율적인 단백질 생산 능력을 부여했으며, 이는 산업적 규모의 단백질 제조에서 인간 혁신의 모델이 되고 있습니다. 이러한 자연적인 과정을 활용함으로써 전 세계 수많은 사람들의 건강 문제를 해결하는 단백질 기반 솔루션을 개발할 수 있습니다.

“우리는 소에 대해 우리가 무엇을 하고 있는지 알고 있습니다.”

매트 휠러

이 프로젝트의 후속 단계는 인간 인슐린 생산 유전자를 가진 황소와 인공 수정을 통한 번식과 동일한 형질을 발현하는 유전자 변형 젖소와의 교배를 통해 우유 인슐린 함량이 향상된 자손을 생산하는 것입니다.

결론적으로, 이 획기적인 기술을 성공적으로 구현하려면 규제 당국의 승인을 받아야 합니다. 그럼에도 불구하고 연구팀은 전 세계 당뇨병 치료를 위한 지속 가능하고 접근 가능한 솔루션으로서 유전자 변형 인슐린 생산 젖소의 잠재력에 대해 낙관적인 전망을 유지하고 있습니다.

젖소를 매개체로 하여 대규모로 인슐린을 생산하려면 관련 가축을 위한 특별하고 매우 건강한 시설이 필요하다고 휠러 씨는 언급했습니다. 그러나 그는 젖소와 관련된 풍부한 경험과 전문성을 갖춘 기존 낙농 업계가 쉽게 운영할 수 있는 분야라고 강조했습니다.

몬자니, P. S. 외(2024)

인슐린 생산 젖소

큰 그림

인슐린 분비 가축에서 추출한 것 이외의 대체 인슐린 생산원은 인슐린 시장에서 선택의 폭을 넓히고 이 중요한 부문 내에서 다양성을 촉진하는 유망한 길을 제시합니다.

휴스턴의 생명공학 스타트업인 rBio는 바이오시밀러 인슐린 (이미 FDA 승인을 받은 인슐린과 매우 유사하지만 정확한 복제품은 아닌 인슐린)를 생산하는 박테리아 균주를 개발하여 기존 방식보다 2배 더 많은 단백질을 생산할 수 있는 기술을 개발했습니다.

rBio는 현재 첫 번째 제품인 R-바이오린 의 임상 시험을 준비 중이며, 이 제품이 잘 작동하면 생산량이 증가하여 현재 옵션보다 훨씬 저렴한 가격에 인슐린을 판매할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

비영리 제약사 Civica Rx도 비용 절감을 위해 여러 인슐린 바이오시밀러 를 개발하고 있습니다. 2023년 캘리포니아주는 이 인슐린이 승인되면 주민들에게 바이알당 30달러 에 제공하기로 이 그룹과 계약을 체결했습니다.

“인슐린을 만드는 회사가 많아지고 환자가 선택할 수 있는 옵션이 많아질수록 시간이 지날수록 인슐린 가격은 낮아질 것입니다.“라고 내분비학회의 당뇨병 전문가이자 CMO인 로버트 래쉬( )는 WIRED 에 말했습니다.

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