지구 궤도, 의약품 공장으로…'우주 바이오제조' 꿈 커진다

궤도 수송 비용 싸지고 우주 자동화 실험 기술 발전

스타랩 상업 우주정거장 외부 이미지. 스페이스린텍 제공

지구 궤도 수송 비용이 저렴해지고 우주 자동화실험 기술이 발전하면서 의약품 등을 지구 궤도에서 생산하는 우주 바이오제조 산업이 현실화되고 있다는 분석이 나온다.

27일(현지시간) 국제학술지 '사이언스'는 우주 바이오제조 분야 최신 연구 현황에 대해 조명했다.

우주의 미세중력 환경에서는 지상처럼 따뜻한 액체가 위로 오르거나 무거운 입자가 아래로 가라앉는 대류·침강 현상이 거의 없다. 단백질이나 약물 결정이 지상보다 더 균일하거나 순수하게 형성될 수 있는 조건이다. 전세계 제약기업들이 암치료제 등 고가의 의약품을 중심으로 우주 바이오제조 기술에 관심을 두는 이유다.

2021년 설립된 미국 우주기업 바르다(Varda)는 지난 5년 동안 궤도에 올랐다가 지구로 돌아오는 캡슐 6기를 설계·제작·발사했다. 일부 캡슐에는 약물 성분을 녹이고 식히고 재결정화하는 소형 자동 실험실을 실었다.

바르다는 2023년 첫 임무에서 인간면역결핍바이러스(HIV) 치료제 리토나비르를 궤도에서 녹여 재결정화하고 수개월 동안 우주에 둔 다음 지구 대기권으로 재진입시켜 회수하는 데 성공했다.

국제우주정거장(ISS) 실험도 산업화 가능성을 키웠다. 독일 머크는 항암제 '키트루다'의 항체 단백질이 미세중력에서 더 작고 균일한 결정으로 만들어질 수 있다는 사실을 확인했다.

인공 망막을 개발하는 미국 스타트업 람다비전은 빛을 수확하는 단백질 '박테리오로돕신 박막'을 우주에서 만들면 지구보다 균일하고 폐기물이 적다고 보고했다. 2028년까지 ISS에서 추가 실험을 계획 중이다.

특히 미세중력 환경은 인공 세포 덩어리인 오가노이드가 더 균일하고 건강하게 자라도록 돕거나 암세포 전이 관련 경로를 빠르게 활성화해 신약 탐색 시간을 줄일 것으로 기대된다.

우주 바이오제조 산업을 뒷받침하는 핵심 요인으로 재사용 로켓 확산이 꼽혔다. 무게 1kg 화물을 우주로 보내는 실질적인 비용은 2000년 1만5000달러(약 2070만원) 이상에서 2025년 4000달러(약 550만원) 미만으로 떨어졌다.

개인 맞춤형 세포주를 만들고 대량 배양하는 데는 지상에서도 200만달러(약 27억5500만원) 이상의 비용과 8개월 이상의 시간이 필요하기 때문에 궤도 제조 방식이 무난하게 경제성을 갖출지는 여전히 불확실하다는 시각도 있다.

전문가들은 일부 고가 의약품은 우주 제조 비용을 감당할 수 있지만 2030년 ISS 퇴역 후 상업 우주정거장이나 무인 회수 캡슐이 진정한 '우주 공장'으로 자리 잡으려면 임상적 가치와 반복 생산 능력, 비용 경쟁력을 모두 입증해야 할 것으로 본다.

국내에서는 우주의약 전문기업 스페이스린텍이 지난달 미세중력 환경의 우주의약 연구를 진행할 공간을 확보하기 위해 상업 우주정거장 구축을 추진 중인 미국 스타랩스페이스와 협약을 체결하기도 했다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1126/science.ael8347

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]