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[스타트업투게더] 뉴로그린, 뇌 신호 분석 기반 신경 질환 진단-치료 통합 솔루션

2024-06-07 8 min read

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[스타트업투게더] 뉴로그린, 뇌 신호 분석 기반 신경 질환 진단-치료 통합 솔루션

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  • 현재 투자유치 단계 : 프리시리즈A 
  • 투자유치 목표 금액 : 10억원
  • 투자유치 희망 시기 : 2024년 3분기

[편집자주] 와우테일은 넥스트프레임과 함께 투자유치를 원하는 스타트업과 투자자를 연결하는 인터뷰 프로젝트 ‘스타트업 투게더‘를 제공합니다. 출연을 원하는 스타트업 및 기관은 여기에서 신청하세요.

의대와 한의대에서 오랫동안 신경과학을 연구해 온 의사, 한의사, 연구자들이 창업한 뉴로그린(neurogrin)은 ‘신경’을 뜻하는 ‘neuro’와 ‘웃음, 미소’를 뜻하는 ‘grin’이 합쳐진 이름이다. 말 그대로 ‘신경(neuro)’질환을 치료해 ‘웃음(grin)’을 되찾아주겠다는 의지가 읽히는 사명이다. 신경질환은 종류도 많고, 치료가 매우 어려운 분야다. 먼저 진단이 어렵고, 동시에 치료 역시 힘든데, 뉴로그린은 이러한 진단과 치료 두 분야에서 모두 새로운 기술을 개발 중이다. 

먼저 진단 분야를 보자. 사람들은 일상생활에서 통증을 자주 느낀다. 그중에서 직접적인 자극이 없어도 느껴지는 통증인 ‘자발통’은 치료가 쉽지 않고, 통증을 완화시키기 위한 진통제를 동물실험 수준에서 개발해도 실제 적용이 쉽지 않다. 왜냐하면 통증은 정량화가 어려운 개인화된 경험이고, 의사소통이 어려운 동물에게 실험을 한다 해도 통증이 얼마나 개선되었는지를 측량하기가 매우 어렵기 때문이다. 그래서 동물의 반응을 토대로 간접적으로 통증 완화 정도를 추정하여 효과가 좋을 것으로 예상되는 약물을 개발해도 동물 임상시험과 달리 사람을 대상으로 한 임상에서는 전혀 다른 결과가 나오게 된다. 

뉴로그린이 착목한 지점은 바로 이렇듯 정성적으로 평가되는 통증 지표를 정량적으로 정확히 평가해내는 것이었다. 뇌에서 나오는 신호는 대단히 복잡한데, 뉴로그린은 그중에서 통증 신호를 정확히 추출하여 분석하는 딥러닝 모델 ‘Pain Streaming’을 개발하였다. 또한 특정한 신경 증상과 관련된 정보를 파악하는 이러한 기술을 임상에서도 사용할 수 있도록 하기 위하여, 웨어러블 뇌파 측정 진단 장치를 국내 기업 ‘소소(SOSO)’와 함께 개발하였다.

이러한 진단 기술은 통증 치료를 포함해 다양한 신경증에 대응하는 효과적인 치료방법을 개발하는 데 필수적이다. 특히, 신경 재활치료의 경우 치료 과정에서 나오는 신경신호를 정확히 분류해낼 수 있다면 어떤 재활방법이 신경재활에 효과적인지를 파악할 수 있어 재활치료에 있어서도 큰 진전이 있을 것이다. 

다음으로, 뉴로그린은 ‘치료’ 분야에서도 새로운 접근방법을 통해 성과를 만들어내고 있다. 우리 뇌 안에는 ‘제10뇌신경’ 또는 ‘미주신경’이라고 부르는 중요한 신경이 있는데, 이는 우리 몸에서 흥분과 각성을 일으키는 ‘교감신경’을 자제시키는 가장 중요한 ‘부교감신경’이다. 미주신경은 위와 장의 연동운동을 지시하고, 소화액을 배출하여 음식물의 소화를 돕거나, 심장박동수를 낮추고 흥분을 가라앉히는 등 몸의 항상성을 유지하는데 핵심적인 역할을 한다. 

뉴로그린은 미주신경에 착목하여 동물실험을 통해 또 하나의 중요한 사실을 발견했는데, 그것은 바로 미주신경을 자극하면 뇌와 척수 사이를 순환하는 액체물질인 ‘뇌척수액(Cerebrospinal Fluid, CSF)’의 활동이 증가하면서 뇌에 쌓인 노폐물이 림프 순환을 통해 뇌에서 더 잘 청소되고 배출된다는 것이다. 뉴로그린은 쥐를 대상으로 한 실험에서 이런 결과를 확인한 뒤 지난 2022년 국제 학술지 ‘Cells’에 발표하였다. 그리고 이 결과를 바탕으로 귀의 앞뒷면에 분포하는 미주신경 분지를 비침습적으로 자극하여 뇌척수액 순환을 활성화시키는 전자약 장치 ‘Cerogrin’을 개발하였다. 

Cerogrin이 효과를 발휘한다면 어떤 결과가 이어질까. 현재 세계적 고령화와 맞물려 지속적으로 늘고 있는 치매환자의 약 17~30%는 혈관성 치매 환자들이다. ‘혈관성 치매’는 다른 치매와 달리 치료방법이나 속도를 늦추는 방법이 거의 개발돼 있지 않은데, 뉴로그린의 Cerogrin이 혈관성 치매에서 하나의 돌파구를 만들 수 있을 것으로 뉴로그린은 기대하고 있다. 

한편, 뉴로그린은 Cerogrin의 치료 범위를 혈관성 치매에 한정시키지 않고, 통증, 우울증, 비만, 중독 등 각종 신경증 치료에 적용하는 것을 준비 중이고, 실제 동물실험에서도 성과를 내고 있다. 이런 데이터를 바탕으로 뉴로그린은 Cerogrin을 의료기기로 승인받기 위한 임상절차를 준비하고 있다. 

와우테일과의 인터뷰에서 뉴로그린 정지훈 대표는 “저도 Cerogrin을 착용하고 시험을 해보았는데, 놀라운 경험을 하였습니다”라고 확신에 차서 말했다. 그만큼 자신이 있다는 뜻일 것이다. 경희대와 서울대에서 오랜 기간 신경증 치료에 몰두해온 신경과학자들이 의기투합해서 만든 뉴로그린. 그들이 자사의 홈페이지에 써놓은 슬로건, ‘Refresh your brain, Regain your grin’처럼 뇌와 신경의 질환을 치유하는 획기적인 치료법으로 사람들에게 ‘미소(grin)’를 돌려주었으면 하는 바람이다. 

뉴로그린이 해결하려는 문제점이 무엇입니까? 

삶에서 누구나 본인 또는 가족이 신경질환을 만나게 됩니다. 통증이나 우울증, 불안증일 수도 있고, 치매, 뇌졸중일 수도 있습니다. 사회적으로는 약물중독, 도파민 중독과 같은 물질이나 행위에 대한 중독장애가 만연해 있습니다. 이러한 증상들은 치료법이 없거나, 치료법이 있더라도 효능이 부족하거나, 아니면 다른 심각한 부작용을 동반하는 경우가 많습니다. 새로운 의료적 접근법에 대한 요구가 지속적으로 제기되고 있으나, 신경질환에 대처하는 혁신적 방법론을 개발하고 임상 현장에 적용하기에는 넘어야 할 난관이 많습니다. 

임상에서 관찰되는 현상을 전임상 연구환경에서 모사하고 적절하게 평가할 수 있는 방법론을 정립하여야 하고, 기초 연구를 통해 새로운 기전을 밝혀야 합니다. 전임상 연구에서의 성과를 임상에 적용하기 위해서는 의료 현실과 규제에 대한 심도 있는 이해가 필요합니다. 

뉴로그린은 신경과학의 연구 성과를 현실에 적용하여 난치성 신경질환들을 극복하는 기업입니다. 학문적 성과를 바탕으로 혁신적 의료 기술을 개발하고, 현실적 난관들을 해결하여 이러한 기술이 임상 현장에 적용될 수 있도록 합니다.

뉴로그린은 어떤 방식으로 이 문제를 해결합니까? 

뉴로그린은 신경과학을 전문적으로 연구해 온 의료인들에 의하여 설립되었습니다. 다년간의 기초 연구를 통하여 신경질환의 병리 기전을 밝혀 왔으며, 새로운 혁신 의료 기술을 개발할 수 있는 접근법을 개발하여 왔습니다.

대규모 투자와 연구에도 불구하고 새로운 치료법을 개발하려는 수많은 시도가 실패로 돌아가고는 합니다. 치료법 개발에 사용되는 전임상 연구 모델이 임상 현상에 대해 충분한 예측력을 갖지 못하는 경우도 많고, 실험 환경에서 사용되는 평가 방법이 치료 기술의 효능을 평가하기에 적절하지 않은 경우도 많습니다. 이러한 난관을 뚫고 새로운 치료법을 개발하였다고 할지라도, 치료법을 인간 환자에게 적용하는 과정에서 수많은 도전들이 존재합니다.

신경 질환들에 대한 새로운 대처 방법을 개발하기 위하여 뉴로그린은 치료 기술 개발과 평가 기술 개발 양쪽으로 접근합니다. 임상 상황을 반영하는 전임상 평가 플랫폼을 개발하는 것을 시작으로, 이를 바탕으로 의료 기술 개발 환경에서 임상 현상에 대한 예측력을 높이는 기술들을 확보하였습니다. 

비침습적 신경 자극을 통해 뇌 상태를 조절하는 치료 기술과, 뇌신호를 분석하여 상태를 평가하는 머신 러닝 알고리즘을 당사의 연구 환경에서 개발하였고, 이러한 핵심 기술들을 사람에게 적용할 수 있도록 제품으로 구현하였습니다. 우리의 전문성을 도구로 사용하여 신경질환을 해결하고자 합니다.

경쟁사 대비 뉴로그린의 경쟁력과 기술적인 장점은 무엇입니까? 

뉴로그린의 연구인력은 첨단 신경과학과 의학을 다루는 도메인 지식을 지니고 있어, 탄탄한 기초를 바탕으로 실제 문제를 해결해 갑니다. 가령, 뉴로그린에서 자체 개발한 뇌신호 평가 기법은 임상과 전임상의 괴리를 줄이고 예측력을 높입니다. 이는 현재 경쟁자가 없고 기술 모방이 극히 어려운 방법론으로, 치료법을 개발함에 있어 효능을 극대화시키고 임상에서의 실패를 줄일 수 있게 해 줍니다. 

또한, 우리의 기술을 다양한 첨단 기술과 융합하여 임상 의료에 있어 적응증을 지속적으로 확대해 나갈 수 있는 기술력을 지니고 있습니다. 예를 들어, 뉴로그린은 이미 신경 상태를 실시간 모니터링하는 뇌신호 분석 기술과 비침습적 신경 자극을 통한 뇌척수액 순환 촉진 기술을 치매 환자의 인지기능 평가 및 증상 개선을 위해 각각 개발한 상태인데, 이들을 서로 연결시키고 외골격 로봇 기술과 융합하여 뇌졸중 환자의 운동 마비에 사용할 수 있는 혁신적인 재활 기술로 탄생시켰습니다.

뉴로그린이 제공하는 제품/서비스는 무엇인가요? 현재 상태는? 

우리가 제공하고 있는 제품은 크게 치료 기술과 진단 기술로 나뉩니다. 

먼저 치료에  있어서는, 미주신경의 외이 분지를 비침습적으로 자극하여 뇌척수액 순환을 촉진시키는 본사 특허 기술을 바탕으로, 전자약 장치 ‘Cerogrin’ 을 개발하였습니다. 본 장치는 귀에 간편하게 장착할 수 있는 웨어러블 신경자극장치로, 자극 파라미터에 따라 다양한 신경 질환에 대해 치료 효능을 지닙니다.

당사는 특히 혈관성 치매 (뇌혈관질환 후유 인지기능장애) 에 대한 강력한 인지기능 개선 효과에 주목하여, 전임상 실험 결과를 2022년 SCI급 저널에 논문으로 게재한 이후 사람용 장치를 개발하였습니다. 현재 임상 연구로 진입하고자 절차를 진행 중이며, 2025년 식약처 의료기기 품목허가 신청을 목표로 하고 있습니다.

진단에 있어서는,  뇌파 패턴의 머신 러닝을 위한 다채널 신호 실시간 변환 기술 ‘Telewavelet’ 을 개발하였습니다. 이는 뇌전도 (electroencephalogram, EEG) 신호 특성 조합들을 통합적으로 분석하여, 환자가 느끼는 괴로움이나 환자의 의도를 실시간으로 모니터링하는 기술입니다. 현재 본 기술을 적용하기 위한 뇌파계 하드웨어를 생산하여 제품화하고 있습니다. 생체신호를 실시간 모니터링함으로써 다양한 신경 질환 환자에 대해 의료진이 빠르게 대처할 수 있도록 돕고자 합니다.

뉴로그린의 타깃 시장 크기와 핵심 타깃 고객은 누구입니까? 

당사가 가장 먼저 집중하는 목표 질환은 혈관성 치매입니다. 혈관성 치매 환자는 전체 치매 중 2위를 차지하지만, 현재 유효한 약물이 없습니다. 혈관성 치매의 시장 규모는 2021년 22억 3천만 달러에 달하며, 2019~2032년 동안 약 4.05%의 CAGR 로 성장할 것으로 예상됩니다. 전체 치매 시장을 아울러 볼 경우, 글로벌 치매 시장은 약 3.6조원 규모를 형성하고 있으며, 사회가 지속적으로 고령화됨에 따라 2024년 약 6조원 규모로 성장할 것으로 예상되고 있습니다. 혈관성 치매는 전세계 치매 환자 중 17~30%를 점유하는 것으로 추정됩니다.

국내 기준으로, 2020년 65세 이상 인구의 치매 유병률은 10.3%로 약 84만명에 달합니다. 즉, 노인 10명 중 1명이 치매를 앓게 되는 것으로 보고되어 있습니다. 그리고 치매를 겪고 있는 환자 중 17~30%가 혈관성 치매인 것으로 알려져 있습니다. 통계청에 따르면 우리나라 인구 중 노인 비율은 15.7% (2020년 기준) 이며, 2030년 25.0%까지 빠르게 증가할 것으로 예측되고 있어, 치매 환자 비율도 이와 함께 증가할 것으로 전망됩니다.

뉴로그린의 비즈니스 모델은 무엇입니까? 

단기적으로는 당사가 개발한 치료장치를 의료 기기화하여 의료기관 및 요양기관을 대상으로 판매하는 것이 비즈니스 모델입니다. 주요 B2B 수요처는 아래와 같습니다.

첫째, 의료기관입니다. 요양병원 입원 환자들 중 치매 환자 비율이 높은 것으로 알려져 있으며, 지속적인 수요가 예상됩니다. 특히 노인 요양 병원 및 재활 요양 병원에서 적절한 치매 환자 관리 수단에 대한 수요가 높습니다. 또한, 일반 병원들도 수요가 있습니다. 치매 환자는 증상을 관리하고 약물 처방을 받기 위하여 정기적으로 의료기관을 방문해야 합니다. 정기적으로 방문하는 환자의 증상에 대응하여 의료행위를 제공할 수 있게 하는 신규 급여/비급여 의료기술 도입에 대한 수요가 의료기관에 존재합니다.

둘째, 공공보건시설입니다. 보건소에서 치매 환자 관리 프로그램 및 재가노인지원서비스, 방문요양서비스를 수행하는 보건인력은, 적절한 증상 관리 수단에 대해 지속적으로 요구하고 있습니다. 한편, 치매는 발병 이후 만성화되며 악화되기 때문에 재가노인 방문간호 장기요양요원들은 환자의 관리에 어려움을 겪고 있습니다.

장기적으로는 저희 제품이 국민건강보험에 진입하는 것이 목표입니다. 일상생활에서 유리되어 지속적으로 증상이 악화되는 인지기능저하의 특성상, 관리 수단에 대한 환자 본인 및 가족의 수요가 높습니다. 또한  치매는 지속적인 관리가 필요하다고 건강보험에서 인정되는 항목이기에, 가정에서 전문적인 간호서비스를 제공하는 가정간호사들이 건강관리서비스를 제공하고 있습니다. 

치매가 아닌 다른 질환을 참고로 하자면 당뇨병을 예로 들 수 있습니다. 국민건강보험공단은 2020년 당뇨병 관리기기에 대하여 건강보험 적용을 확대, 혈당측정기나 인슐린 자동주입기 등 당뇨병 관리기기에 대하여 요양비를 지원하고 있습니다.  시중 연속혈당측정기는 3개월 21만원, 인슐린 자동주입기는 개당 170만원의 가격인데, 국민건강보험공단은 요양비로 이 중 70%를 지원합니다.

이와 같은 상황에서, 뉴로그린이 개발한 기기를 국민건강보험에 의한 지원이 가능한 치매 관리기기로 자리매김하도록 하는 것이 목표입니다.

그 동안 뉴로그린 팀의 성과는 무엇입니까? 

뉴로그린은 창업 이전 단계에서는 바이오 유망기술 글로벌 창업지원 사업 및 예비창업패키지 사업에 선정되었으며, 창업 이후에는 혁신분야창업패키지 (초격차 스타트업 1000+), 창업성장기술개발사업, 서울혁신챌린지 사업 등에 선정되어 우수한 평가를 받았습니다. 

또한 당사의 연구진이 광주과학기술원 및 서울대 연구진과 함께 기획한 과제가 국가과학난제 도전사업 (STEAM 연구 미래유망융합기술파이오니어) 에 선정되어, GIST-서울대-뉴로그린 합동으로 2023년 “HYPE 지각신경 연구단” 을 출범하였습니다.

2024년에는 글로벌 제약회사인 Takeda와 한국보건산업진흥원(KHIDI)이 주최한 바이오 엑셀러레이션 프로그램에서 최종 우승기업으로 선정되었습니다.

4대 과학기술원 연합 난치성 통증 연구단과 공동연구협력 MOU를 체결한 바 있으며, 브라질 재활로봇 개발 기업 뉴로보츠(Neurobots), 국내 웨어러블 디바이스 개발 기업 소소(SOSO)와도 공동연구개발 MOU를 체결하였습니다.

다수의 연구 성과를 SCI급 국제 저널에 논문으로 게재하였고, 지적재산권을 확보하였습니다. 특허에 있어서는 7건 이상의 기술 개발 관련 특허를 출원하여 현재 2건이 등록된 상태이고, 실제 사람에게 사용할 장치에 대한 디자인 4건을 출원하였습니다.

뉴로그린 팀의 경쟁력은? 

뉴로그린은 다년간 신경과학을 전문적으로 연구해 온 신경과학자 의료인들이 만든 회사입니다. 경희대학교 한의과대학과 서울대학교 의과대학에서 첨단 연구를 수행해 온 임원진을 필두로, 연구진들은 국내 최고 수준의 연구개발능력을 갖춘 인재들로 구성되어 있습니다. 

당사는 경희대 한의대와 서울대 의대에서 공동연구를 수행해 온 교수들이, 그동안의 연구 성과를 현실에 적용하고자 합심하여 창업하였습니다. 연구개발을 담당하는 실무 연구진은 경희대 한의대/서울대 의대/서울대 치대/아주대 의대에서 학위과정을 마친 4명의 박사급 인력과 2명의 석사급 인력으로 구성되어 있으며, 전문성과 문제 해결 능력을 갖춘 국내 최정상급의 인재들입니다. 

또한 연구 개발 네트워크 (서울대, 경희대, 과학기술원 연합, 한국 뇌연구원, 국가 영장류센터 등), 임상의료진 네트워크 (서울대병원, 경희대병원, 한림대병원 등), 사업화 네트워크 (서울바이오허브,  서울대/경희대/성균관대 산학협력단, 바이오아이코어사업단 등) 다방면에서 국내 최고의 멤버들로부터 도움을 받고 있습니다.

다년간 학계에서 연구에 종사해 온 연구진의 특성상, 당사의 목표는 기초 연구 성과를 현실에 구현하여 의료 문제를 해결하는 것입니다. 최고 수준의 기술력과 원천기술, 의료 분야와 신경과학 분야에 대한 도메인 지식, 그리고 문제 해결 능력과 도전 의식을 바탕으로 진전을 이루어가고자 합니다.

서울바이오허브 프로그램이 회사 성장에 어떤 도움을 주었나요? 

서울바이오허브는 입주 환경을 제공하여 주었으며, 사업화에 있어 도움이 되는 각종 강의, 네트워킹, 실무 자료 등을 제공해 주었습니다. 또한 외부 프로그램에 대한 소개, 홍릉 강소특구를 위시한 여타 특구와의 연계, 홍보자료 제작, 컨설팅 지원, 투자유치 멘토링 등 사업화에 있어 다양한 도움을 주었습니다.

우리가 투자를 받아야 하는 이유 3가지!

첫째, 원천 기술과 더불어, 의료 문제를 실제로 해결할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 당사가 첫번째로 타깃하는 질환인 혈관성 치매에는 현재 근본적 치료제가 없어, 우리 기술이 임상시험 이후 의료기기 허가를 받고 시장에 진입할 경우 유일한 치료 처방이 될 것입니다.

둘째, 본사의 플랫폼 기술과  치료/진단 기술은 치매 이외의 다양한 질환에 대하여 높은 확장성을 지니고 있습니다. 의료기기로 허가받기까지의 규제를 첫 번째 돌파한 이후에는, 장기적으로 다양한 질환에 적용하여 글로벌 의료 시장을 선점할 것입니다.

셋째, 의료 기술의 현실화에 필수적인 산학/병원 네트워크를 충실히 갖추고 있으며, 제품화 이후 의료계 유통에 필요한 유통업체와의 연결망을 확보하고 있습니다. 

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