(주)와이엠씨코리아가 “2025 KOREA LAB” 전시기간 중 발표한 ‘GLP-1 생산성 증대를 위한 정제 원탑 솔루션’의 세미나 내용은 다음과 같다.
1. 개요
GLP-1(Glucagon-like Peptide-1)은 당뇨병 및 비만 치료제 분야에서 급격한 수요 증가를 보이고 있으며, CMO/CDMO 산업 내에서도 핵심 바이오의약품으로 주목받고 있다. 특히, GLP-1 유도체 의약품인 Tirzepatide 및 Semaglutide가 시장을 선도하고 있으며, 이들의 고순도 생산을 위한 정제기술의 발전이 필수적이다.
2. GLP-1 정제 기술의 발전 방향
(1) 기존 방식: Batch Chromatography
Semaglutide 등의 GLP-1의 Downstream 공정에서 Chromatography는가장 핵심 공정이다. 다른 공정에 비해 시간이 오래 걸리고, 처리량도 높지 않지만 고순도의 제품을 만드는 데는 필수적인 공정이기 때문이다.
다만 한 개의 Column만을 사용하는 Single column batch chromatography는 과량 주입 조건에서 순도와 수율을 동시 만족하기 어려운 Trade-off 문제가 있다. Single column batch는 한 번의 주입 후 분리가 완료되고 CIP와 Re-equilibration를 거쳐야 새로운 샘플 주입이 가능하다는 점도 효율을 저해하는 요인이 될 수 있다.
Single column chromatography가 해결하기 힘든 또 다른 문제는 수율이 낮은만큼 새로운 원료가 필요하다는 점이다. 즉, 원료비용이 높아지는 문제가 있다.
(2) 신규 기술: MCSGP
MCSGP(Multi column countercurrent Solvent Gradient Purification)는 YMC의 Continuous chromatography 기술이다. MCSGP는 공정 중에 주입과 분리, CIP, Re-equilibration이 동시에 진행되는 기술이다. MCSGP의 궁극적인 목표는 생산성 향상과 Resin, Buffer 사용량 감소에 있다.
그 방법은 그림 1과 같이 Single batch chromatography에서는 버려지던 부분을 MCSGP에서는 회수, 순환하여 받아내는 것이다. 순도와 수율을 동시에 만족시킴으로써 생산성을 높이고, 이에 따라 Resin, Buffer 비용 절감, 분리시간 단축, 공간 비용 등의 절감 등을 얻어낼 수 있다.
[그림 1]. Batch 와 MCSGP의 비교
3. 기술 적용 사례
(1) MCSGP의 원리 : 아래 QR code를 스캔하면 원리를 알 수 있다
(2) Semaglutide의 MCSGP적용
MCSGP 기술을 적용했을 때 그림 2와 같이 1번 Single batch Chromatogram에서 순도구간 외에는 모두 버리는 상태였으며, 수율이 32.7%밖에 얻지 못하였다. 이를 MCSGP를 진행했을 때 2번 Chromatogram과 같이 안정된 그래프를 보여주었으며, 3번 Overlay data를 보면 매우 높은 재현성을 확인할 수 있다. 순도와 수율을 동시 만족하는 이 공정을 통해 생산성이 2.3배 상승하는 것을 확인할 수 있었다.
[그림 2]. Semaglutide분리 1 Single batch 2 MCSGP stack chromatogram 3 MCSGP overray chromatogram
4. 경제성 분석
GLP-1의 MCSGP 정제를 진행할 경우에 어느 정도 생산성이 증대되는 지 확인을 위해 시뮬레이션을 진행하였으며, 이 내용은 논문 발표자료를 확인할 수 있다. 1)
1) Thomas M.-S., Pharm.Engineering_purification Synthetic peptides, Pharmaceutical Engineering, 68-77, 2019.
결과를 보았을 때 10kg 생산 시 210만불의 비용절감효과를 확인할 수 있었다.
시뮬레이션 조건
- 10kg Peptide 기준 생산 시나리오
- MCSGP 적용 시 비용 절감:
- 총 비용: 약 210만 USD/10kg
- Column 및 펌프 규모, 용매량, 충전제 사용량 모두 감소
5. 확장성 및 상업화
MCSGP가 가능한 Lab scale 장비인 Contichrom CUBE와 GMP Scale 장비인 Contichrom TWIN시스템은 다국적 제약사 등에서 이미 안정적 Scale up 및 상용화가 가능한 것으로 확인되었다.
[그림 3]. Contichrom CUBE 시리즈(Lab Scale Continuous Chromatography system)
[그림 4]. Contichrom TWIN 시리즈(Commercial Scale Continuous Chromatography system)
6. 결론
MCSGP는 기존 Batch 방식의 한계를 극복하며, 높은 수율과 순도, 낮은 운영 비용, 용매 사용 절감, 확장성 확보라는 측면에서 GLP-1 계열 펩타이드 의약품의 정제 공정에 최적화된 차세대 기술이다.
‘GLP-1 생산성 증대를 위한 정제 원탑 솔루션’에 관한 궁금한 내용은 본 원고 자료를 제공한 (주)와이엠씨코리아를 통하여 확인할 수 있다.
Reference(참고문헌): YMC 한국지사 홈페이지(하기 링크 참조)
https://www.ymckorea.com/page/s2/product_view.php?p_code=CHILD1596509983
Model Name(모델명): Contichrom CUBE, Contichrom TWIN
The Person in Charge(담당자): Bong-Su Lee
Maker(제조사): AFI
Country of Origin(원산지): Japan
e-mail: bs.lee@ymckorea.com
Data Services(자료제공): YMC KOREA
<이 기사는 사이언스21 매거진 2025년 9월호에 게재 되었습니다.>
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