아크솔루션스 반기보고서 (2023.06)
6. 주요계약 및 연구개발활동

가. 연구개발활동의 개요당사는 줄기세포로부터 분비되는 성분들이 주변세포 및 조직의 성장, 분화 및 재생에 미치는 영향에 대해 연구개발을 진행하였고, 이를 기반으로 줄기세포 배양액을 원료로 한 다양한 제품을 개발하여 이를 제품화, 사업화 하였습니다.조직 재생의 효능은 줄기세포로부터 분비되는 주요 성분들인 성장인자, 사이토카인 등의 soluble 단백질에 의한 ‘paracrine effect’ 와 나노 사이즈의 베지클인 엑소좀 (Exosome) 또는 세포외 소포 (Extracellular vesicle)에 의한 ‘cell to cell communication’의 시너지 효과임을 확인하였고, 당사는 이에 주목하여 ‘cell free therapy’ 관점에서 연구를 진행하고 있습니다이를 기반으로 한 고도화된 기술력을 바탕으로 줄기세포, 식물, 동물, 미생물 등 다양한 소재의 엑소좀을 기반으로 한 화장품, 의약품, 식품 등의 제품화 및 사업화를 진행중에 있으며, 유산균 엑소좀을 이용한 염증성 장질환 치료제와 개별인정형 원료 개발을 통한 건강기능식품 사업, 줄기세포 엑소좀 및 엑소좀 유래 물질을 이용한 탈모, 난치성 질환, 폐암 및 흑색종 치료제를 개발 중에 있습니다.

나. 연구개발 담당조직(1) 연구개발 조직 개요당사는 줄기세포 배양액을 기반으로 한 고도화된 기술력을 바탕으로 줄기세포, 식물 및 미생물 (유산균) 등 다양한 소재의 엑소좀 연구를 통해 제품화 및 사업화 가능성을 확인하고 있습니다. 엑소좀 R 부문을 중심으로 기업부설연구소와 엑소좀 GMP로 구성되어 있으며, 기업부설 연구소는 다양한 소재의 엑소좀 및 엑소좀 유래 물질을 이용한 치료제 연구개발을 진행하며, 엑소좀 GMP는 엑소좀을 이용한 상용화, 첨단재생의료법 기반 임상연구를 위한 치료제 생산을 진행예정입니다. 또한 대학, 기업, 의료기관등 외부 기관과의 유기적인 공동 연구를 위한 네트워크도 확장해 나가고 있습니다.

구성>

연구소	주요 업무

엑소좀R	기업부설연구소	줄기세포 엑소좀, 유산균 엑소좀 치료제, 흑색종, 폐암 항암제 개발

엑소좀 GMP	줄기세포 엑소좀 치료제 생산

조직도.jpg 조직도 다. 연구개발비용당사의 최근 연구개발 비용은 다음과 같습니다. (단위 : 천원) 구분 2023년 2022년 2021년 연구개발비용 총계 109,152 1,213,439 1,214,979 (정부보조금) - - - 연구개발비용 계 109,152 1,213,439 1,214,979 비용처리 경상연구개발비(비용) 109,152 1,213,439 1,214,979 개발비(무형자산) - - - 연구개발비 / 매출액 비율[연구개발비합계/당기매출액*100] 0.54 4.56% 3.74% 라. 연구개발실적당사의 주요 연구개발 실적은 아래와 같습니다. /완료 총괄표> 구 분 품목명 또는 개발코드 적응증 연구시작 연도 현재 진행단계 비 고 단계(국가) 승인일 바이오신약 유산균 유래 세포외 소포체 PSI-401 염증성 장질환 2018 비임상(한국) - - PSI-101 염증성 피부질환 2020 비임상(한국) - - 줄기세포 엑소좀 PSI-502 탈모 2019 비임상(한국) - - 화학 합성신약 마이크로RNA PSI-502 흑색종 2017 비임상(한국) - - PSI-503-x28 폐암 - - PSI-65X 탈모 2018 후보물질 탐색 - - (가) 품 목 : PSI-401 1. 구 분 바이오 신약 2. 적응증 염증성 장질환 (크론병, 궤양성 대장염, 과민성대장증후군 등) 3. 작용기전 항염 및 장 투과성이 완화된 기작을 통해 설사, 혈변, 복통, 장조직 회복등의 효과를 가짐 4. 제품의특성 - 유산균 유래 엑소좀을 이용한 천연 유래 신약으로, 스테로이드제 또는 면역치료제의 부작용을 극복이 가능함. 염증 억제 및 손상된 장벽 강화 기능이 탁월한 경구형 치료제로 개발중에 있음. 5. 진행경과 - 비임상 안전성 및 유효성 자료 확보 중, 양산공정개발 중 6. 향후계획 - 비임상시험 완료 후 한국 MFDS, 미국 FDA에 IND 신청 예정 7. 경쟁제품 - 염증성장질환 진단 후 처방되는 스테로이드 제제 (5-ASA, Prednisolone 등), 면역치료제 (Humira 등) 8. 관련논문등 - 논문 2건- Therapeutic effects of kefir grain Lactobacillus-derived extracellular vesicles in mice with 2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid-induced inflammatory bowel disease. Journal of Dairy Science (2018)- Extracellular Vesicles Derived from Kefir Grain Lactobacillus Ameliorate Intestinal Inflammation via Regulation of Proinflammatory Pathway and Tight Junction Integrity. Biomedicines (2020)- 국내등록 3건: 출원번호 10-2017-0177443, 10-2018-0145374, 10-2020-0025168- 미국 등록 1건: 16/420,792- 국내출원 5건: 출원번호 10-2016-0158710, 10-2020-0060875, 10-2020-0147673, 10-2021-0018878, 10-2021-0018872- 해외 출원 1건: PCT/KR2019/016141 9. 시장규모 - 세계 염증성 장질환 의약 관련 시장: USD 22.4 billion by 2026, exhibiting a CAGR of 4.4% from 2018 to 2026 (Grand View Research, Inc.) 10. 기타사항 - 해당 소재 활용을 통한 기능성원료 인체적용시험 진행 완료. 2021년 하반기 건강기능식품 개별인정형 원료 신청 예정 (나) 품목 : PSI-401 1. 구 분 바이오 신약 2. 적응증 염증성 피부질환 (주사) 3. 작용기전 항염, 항산화 효능을 바탕으로 진피 염증 또는 염증세포 억제, 피부장벽 강화 4. 제품의특성 유산균 유래 엑소좀을 이용한 천연 유래 신약으로, 기존 국소치료제와 경구치료제의 부작용 극복이 가능함. 피부 염증 억제 및 피부 장벽 강화 기능이 탁월한 국소, 경구 치료제로 개발중에 있음 5. 진행경과 비임상 안전성 및 유효성 자료 확보 중 6. 향후계획 비임상 완료 후 연구자 임상 예정, 기전연구 7. 경쟁제품 - 국소 치료제: 메트로니다졸 젤, 타크로리무스 등- 경구치료제: 테트라사이클린, 독시사이클린 계열 항생제 8. 관련 논문 등 특허- 국내출원 1건: 출원번호 10-2021-0018872 9. 시장규모 세계 주사 치료제 시장: USD 1680 million by 2024, CAGR of 3.3% 2019-2024 (Global Info Research). 10. 기타사항 - (다) 품목 : PSI-101, PSI-65X 1. 구 분 바이오 신약 (PSI-101), 화학합성 신약 (PSI-65X) 2. 적응증 탈모 3. 작용기전 모발세포(모유두세포) 재생 촉진, 모발성장인자 증가, 모발 성장 관련 신호전달체계 활성화 (Wnt signaling) 4. 제품의특성 인체지방줄기세포 유래 엑소좀 및 엑소좀 마이크로 RNA를 이용한 탈모 치료제 5. 진행경과 비임상 안전성 및 유효성 자료 확보 중 6. 향후계획 비임상 완료, 양산공정 개발, 기전연구 7. 경쟁제품 FDA 승인 탈모치료제: 피나스테라이드, 미녹시딜 8. 관련 논문 등 특허- 국내출원 2건: 출원번호 10-2020-0119988, 10-2018-0143259- 국내 등록 1건: 출원번호 10-2018-0148282논문- Exosomes from Human Adipose?Derived Stem Cells Promote Proliferation and Migration of Skin Fibroblasts. Experimental Dermatology (2018) 9. 시장규모 - 탈모 치료제 글로벌 시장의 규모는 30억 달러로 추정- 세계 엑소좀시장: 2030년까지 약 2조 6000억원, 2020-2026년 연평균 성장률(CAGR) 20% (Grand View Research, Market Insights Report) 10. 기타사항 GMP 시설 구축 (라) 품목 : PSI-502, PSI-503-x28 1. 구 분 화학합성 신약 2. 적응증 1. PSI-502 : 흑색종(melanoma) 2. PSI-503-x28 : 비소세포폐암(non-small cell lung cancer) 3. 작용기전 암 줄기세포(CSC: cancer stem cell)의 줄기세포능(stemness) 억제 4. 제품의특성 - miRNA 기반 체외 유전자 치료제로서 단일 인자에 대한 차단이 아닌 흑색종과 관련된 다양한 발암 유전 인자들을 다각적으로 조절함. - 암 줄기세포만 특이적으로 억제함. - 유전자 수준에서 흑색종을 근본적으로 치료할 수 있는 신개념의 치료제임. 5. 진행경과 선도 물질 제제 개발 및 비임상 유효성 시험 진행중 6. 향후계획 비임상 유효성 자료 확보 및 기전 연구 7. 경쟁제품 1. PSI-502 : Plexxikon과 Genentech의 Vemurafenib 등 2. PSI-503-x28 : Zykadia의 Ceritinib 등 8. 관련논문등 - Cancer-derived exosomes as a delivery platform of CRISPR/Cas9 confer cancer cell tropism-dependent targeting. ELSEVIER (2017) - Stemness-attenuating miR-503-3p as a paracrine factor regulates cancer stem cell growth. Stem Cell International (2018) 9. 시장규모 1. 흑색종 : 2016년 기준 흑색종 치료제의 시장규모는 42억 달러로 추산됨 2. 비소세포폐암 : 2016년 기준 비소세포폐암 치료제의 시장규모는 62억 달러로 추산됨 10. 기타사항 - (2) 연구개발 완료실적- 보고서 기준일 현재 해당사항 없습니다.(3) 정부출연과제 수행 및 기타 연구 실적(가) 정부과제 수행 실적 참여형태 사업명(시행부처) 과 제 명 사 업 기 간 진행결과 참여 지재권 연계 연구개발 전략지원(한국특허전략개발원) 마이크로바이옴 유래 엑소좀 기반 염증성 장질환신약 개발의 기술 가치 제고 및 제품화 전략 2021.03.31 ~ 2021.09.15 완료 참여 지재권 연계 연구개발 전략지원(한국특허전략개발원) 유산균 엑소좀 기반 염증성장질환 신약의 지재권 및허가 전략 확보 2020.04.13 ~ 2020.09.28 완료 위탁 첨단의료기술개발(보건복지부) 면역조절 기능강화 유도만능줄기세포 분화중간엽줄기세포 유래 소포체 실용화 기술 개발 2018.10.01 ~ 2020.11.29 완료 주관 2단계 중소기업 네트워크형 사업(중소벤처기업부) 유산균 유래 나노베지클을 포함하는 배양액을 활용한장건강 기능성 식품 소재 개발 2018.11.30 ~ 2021.02.28 완료 주관 이공학개인기초연구(교육부)(연구재단) 포스포디에스테레이스 조절을 통한 모낭형성 및모발성장 조절기전 연구 2018.10.01 ~ 2019.10.31 완료 주관 기술혁신개발사업(중소벤처기업부) 프로바이오틱스 기반 고령친화형 식품신소재 개발 2017.06.19 ~ 2019.06.18 완료 주관 구매조건부신제품개발사업(해외수요처)(중소벤처기업부) 이온발생 기술을 이용한 탈모방지용 스프레이 개발 2017.06.01 ~ 2019.05.31 완료 주관 1단계 중소기업 네트워크형 사업(중소벤처기업부) 유산균 유래 나노베지클을 활용한 장건강 기능성 식품 소재 개발 2018.05.01 ~ 2018.10.31 완료 주관 이공학개인기초연구(미래부)(연구재단) 하이브리드형 대기압 바이오-플라즈마를 적용한경피 흡수 개선 연구 및 장치 개발 2016.06.01 ~ 2018.05.01 완료 주관 기술혁신개발사업(중소벤처기업부) 천연물 유래의 미세소낭을 활용한 발모 촉진 화장품 소재 개발 2015.09.17 ~ 2017.09.16 완료 주관 고부가가치식품기술개발사업(농림수산식품기술기획평가원) 복합 발효유 유래 미세소포체를 이용한 과민성대장증후군 개선식품바이오 신소재 개발 2015.10.23 ~ 2016.10.22 완료 주관 융복합기술개발사업(중소벤처기업부) 아토피 피부염 치료를 위한 저온 플라즈마 모듈 개발 2014.06.17 ~ 2016.06.16 완료 주관 부품소재산업경쟁력향상(지식경제부) 지방줄기세포 유래 단백질을 이용한 단백질 화장품 원료개발 2008.06.01 ~ 2011.05.31 완료 주관 기술혁신개발사업(중소벤처기업부) 펩타이드 화장품 효능 향상을 위한 포토테라피 디바이스 개발 2007.07.01 ~ 2008.06.30 완료 (나) 기타 연구 실적- 지방 줄기세포 유래 단백질 복합체를 이용한 화장품 원료 실용화 기술 특허 * 중간엽 줄기세포를 이용한 성장인자의 대량 생산방법 * 지방유래 줄기세포를 이용한 성장인자의 대량 생산방법 주요 연구 결과 지방 줄기세포의 배양 과정 특정 조건에 의해 생성 증대되어 배양액으로 분비된 단백질들의 복합체인 AAPE의 화장품 원료로서의 주요 기능성 지표들을 확인한 결과는 다음과 같습니다. ● 피부 재생 (주름 개선) 효과 광 노화나 주름등에 적용하였을 시 세포 외 기질(extracellular matrix)의 콜라겐 합성량을 높여주고, 섬유아세포, 각질세포의 증식력을 높여주며, 손상된 세포들을 복구 시켜주는 효과를 나타냅니다. AAPE 처리 전에는 육안으로도 확인이 되는 눈가 주름이 AAPE 처리 후 약 4주 뒤에 감소되는 것을 육안 및 3차원 영상 분석으로 확인할 수 있습니다. ● 미백 효과 AAPE는 기미, 주근깨 등의 원인이 되는 멜라닌 생성에 관여하는 효소인타이로시나아제의 활성을 저해하여 멜라닌 생성량을 감소시키므로, 멜라닌을 만들어내는 세포에서의 멜라닌 컨텐츠를 낮춰주는 것을 확인하였습니다. 이는 인체 시험에서도 AAPE 처리 후에 색소 침착이 감소되는 것을 확인할 수 있습니다. ● 함몰, 여드름 흔적 등에 대한 효과 AAPE는 피부 세포 복원력을 높여줌으로서 함몰, 기미, 잡티, 여드름 흔적 등의 피부 트러블을 완화시켜 주며, 인체 시험을 통해 피부 처짐을 완화시키고 피부 탄력을 증가시키는 것이 확인되었습니다. - 지방 줄기세포 유래 단백질 복합체를 이용한 피부과용 제제 개발 기술 특허 * 중간엽 줄기세포를 이용한 성장인자의 대량 생산방법 * 지방유래 줄기세포를 이용한 성장인자의 대량 생산방법 주요 연구 결과 AAPE에는 다수의 성장 인자들이 포함되어 있고 그 중 HGF, VEGF, bFGF, PDGF, KGF 등은 발모에 중요한 역할을 담당하고 있으며, 특히 VEGF는 혈관 재생 능력이 뛰어나 탈모에 원인이 되는 영양 공급 차단의 메커니즘을 해결할 수 있습니다. AAPE는 인체 유래 모유두 세포의 증식과 두피의 각질 세포의 증식을 증가 시키는 것을 세포 시험을 통해 확인하였고, 동물 시험 모델을 통해 피부에 도포를 하는 방법과 주사기로 주입하는 방법 모두 발모 촉진 효과가 있음을 확인하였으며, 이 효과는 미녹시딜과 동등하거나 그 이상인 것으로 확인되었습니다. 또한, 인체에 대해 AAPE의 발모 효과를 국내 및 일본에서 확인한 결과, 4~5회 처리 시부터 발모 효과가 현저히 나타남이 확인되었습니다. - 줄기세포 함량이 증대된 지방줄기세포 분획 기술 개발 기술 특허 줄기세포 함량 증대된 분획 기술에 관한 특허 출원완료 출원번호 (10-2015-0087445) 주요 연구 결과 자가 지방조직 유래 줄기 세포 분획인 ASF는 다양한 종류의 세포들로 구성되어 있습니다. 즉, 지방 줄기세포, 조혈모세포, 전구세포, 내피세포, 섬유아세포, 림프구, 단핵구, 대식세포, 혈관주위세포 등으로 이루어져 있고10~50 um 크기의 원형과 라드형이 혼합된 세포로 이루어져 있으며, heterogenous 세포의 특징을 인식하는 세포표면항체를 붙여 유세포 분석기로 확인하는 방법을 통하여 높은 비율의 줄기세포와 전구세포가 함유되어 있음을 확인할 수 있었습니다. - 저온 플라즈마 부품의 피부,미용 용도 발굴 연구 과제 저온 플라즈마 부품의 피부,미용 용도 발굴 기술 특허 저온 플라즈마 상용화 기술 및 피부, 미용 용도에 관한 특허출원완료출원번호(10-2014-0150540) 주요 연구 결과 플라즈마는 기체상태에 에너지를 가해서 생성되는 이온화된 기체로서, 제4의 상태로 불리는 물질입니다. 기존에 산업적으로 사용되는 플라즈마의 경우는 높은 열에너지 상태로서 인체에 적용 하는데 한계가 있었습니다. 인체에 적용할 수 있는 수준의 저온 플라즈마 기술을 개발하고 적용하여 의료기기로의 제품개발을 위한 연구를 진행 하고 있습니다. 저온 플라즈마를 적용하여 다양한 피부 특화된 용도를 찾고 이의 안전성 및 유효성 결과들을 확보하여 이미용 또는 치료용도의 의료기기 개발을 진행 중에 있습니다. - 줄기세포유래 베지클의 조절기술 및 화장품원료 적용기술 개발 기술 특허 동식물의 줄기세포 유래 베지클 조절, 분리 방법 및 피부 개선 및 탈모 방지 용도에 관한 특허 출원 완료(출원번호 10-2015-0113807, 10-2015-0113808, 10-2015-0144819, 10-2015-0136900, 10-2015-0136901) 주요 연구 결과 세포는 주변 세포들과의 상호 정보전달 및 영향을 주기 위하여 나노 사이즈의 베지클을 분비합니다. 최근 학계에서도 다양한 나노사이즈 베지클에 특징 및 기능에 관한 연구가 이루어지고 있으며 각광 받고 있습니다. 하지만 산업계에서의 적용은 아직 미비 합니다. 자사에서는 줄기세포 유래의 베지클을 용도에 맞게 조절 할 뿐 아니라, 피부개선 및 탈모예방에 활용 될 수 있도록 다양한 동식물 소재의 베지클을 탐색하여 화장품 원료 적용 기술 개발을 진행 중에 있습니다. - 세포활성 외부 자극을 이용한 융복합 의료기기 적용 기술 개발 기술 특허 세포자극 및 활성을 유도하는 외부 자극들의 조합을 통한 모발재생 의료기기 적용 가능 기술의 특허 출원 완료 (출원번호 10-2016-0143693, 10-2016-0143694) 주요 연구 결과 다양한 외부 전기물리적인 자극들은 세포들이 존재하는 세포미세환경을 변화시켜 세포의 활성화를 유도 합니다. 외부자극의 조합을 통해 세포 및 동물 수준에서의 안전성 및 발모 관련 유효성을 확인하였으며. 이를 적용하여 인체에서 구현할 수 있는 핵심 장치구성을 확보 하였습니다. 이결과들을 기반으로 특허 출원을 완료 하였으며, 제품화를 위한 개발이 진행 중에 있습니다.