ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ우주에서 약을 만드는 시대가 현실로 다가오고 있다. 중력이 거의 없는 '미소중력(microgravity)' 환경이 지구에서는 불가능했던 새로운 제약 기술을 가능하게 하면서, 제약 산업의 패러다임이 바뀌고 있다.
미국의 민간 우주제조기업 바르다 스페이스 인더스트리(Varda Space Industries)는 지구 궤도에서 항HIV제 성분을 합성하고 이를 지구로 무사히 회수하는 데 성공했다. 지상에서는 불안정했던 약물이 미소중력 환경에서 안정된 결정을 형성했다는 점이 주목받고 있다.
이번 결과는 국제학술지 'Crystal Growth & Design'에 게재됐다.
◆ 중력이 사라지면 달라지는 결정 구조
지구에서는 중력 때문에 생기는 침전(sedimentation)과 대류(convection) 현상으로 미세입자나 단백질이 균일하게 성장하기 어렵다. 이로 인해 약물의 결정 구조가 불안정해지고, 흡수율이나 효능에도 영향을 줄 수 있다.
반면 우주에서는 이런 중력 유발 흐름이 거의 사라지기 때문에, 입자들이 서서히 자라며 균일한 결정이 만들어진다. 연구팀은 이 환경에서 약물의 결정형(Form)이 달라질 수 있으며, 이는 약효 지속 시간이나 안정성에도 변화를 줄 가능성이 있다고 설명했다.
과학 전문매체 사이언스얼럿(ScienceAlert)은 "중력이라는 변수 하나를 제거하는 것만으로도 약물의 입자 크기, 형태, 순도를 정밀하게 제어할 수 있다"며 "이는 지상 실험실에서는 구현하기 어려운 이상적인 결정화 조건"이라고 분석했다.
◆ 우주에서 만든 약, 지구보다 안정적이었다
바르다 스페이스는 2023년 궤도에 올린 'W-1' 캡슐에서 항HIV제 리토나비르(ritonavir)의 새로운 결정형(Form III)을 성공적으로 형성시켰다. 이 결정은 지구로 귀환한 뒤에도 구조적 안정성을 유지했으며, 중력의 영향을 거의 받지 않은 것으로 확인됐다.
연구 결과에 따르면 미소중력 환경에서는 결정이 천천히 성장하기 때문에 불순물이 섞일 가능성이 줄어든다. 그 결과 순도와 안정성이 높아지고, 약효의 지속성도 개선될 수 있다. 바르다 측은 향후 단백질 제제나 생물학적 약물(biologics)에도 이 기술을 확대 적용할 계획이다.
또한 회사는 궤도 실험에 앞서 고중력(hypergravity) 환경에서 원심분리 장치를 이용해 중력 변화가 결정 성장에 미치는 영향을 분석했다. 중력이 강해질수록 입자 크기 분포가 불균일해지는 경향이 확인됐다고 덧붙였다.
◆ 제약 산업, 이제는 우주로 확장
미소중력 환경은 단순한 실험 조건을 넘어 제약 제조의 새로운 가능성을 보여주고 있다. 지상에서 제형화가 어렵거나 결정화가 불안정한 신약 후보 물질들이 우주에서 더 안정적으로 만들어질 수 있다는 것이다.
특히 약물의 결정형이 달라지면 투여 용량, 저장 기간, 부작용 등에 큰 차이가 생길 수 있어 제약업계의 관심이 커지고 있다. 실제로 다국적 제약사들도 미소중력 환경을 활용한 신약 연구 협력에 관심을 보이고 있다.
물론 상용화까지는 여전히 넘어야 할 벽이 많다. 발사와 회수에 드는 막대한 비용, 궤도 체류 중 온도·방사선·진동 등 예측하기 어려운 환경 변수, 그리고 지구 귀환 후 품질 검증과 규제 승인 절차가 남아 있다. 이런 과정을 통과해야만 비로소 ‘우주에서 만든 약’이 시장에 설 수 있다.
그럼에도 바르다 스페이스는 "향후 10년 안에 인간이 실제 복용할 수 있는 약을 우주에서 생산하는 것이 목표"라고 밝혔다.
바르다의 실험은 그 가능성을 실증한 첫 사례로, 제약 산업이 ‘중력’이라는 물리적 한계를 기술로 넘어서는 변화를 보여준다. 과학 전문매체 사이언스얼럿(ScienceAlert)은 "우주는 더 이상 탐사의 무대가 아니라, 약을 제조하는 새로운 공장으로 진화하고 있다"고 평가했다.
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