암을 비롯하여, 대부분의 질병은 조기에 발견하면 그 위험성을 현저히 줄일 수 있다. 이러한 질병 가능성을 조기에 발견하기 위해서 사용되는 것이 바이오마커(biomarker)다. 유방암이나 난소암의 위험성을 진단할 때는 ‘BRCA 유전자’의 변이 여부를 바이오마커로 많이 사용하는데, 약 10년 전 미국의 영화배우 안젤리나 졸리가 자신의 BRCA 유전자에 변이가 있다는 것을 발견하고 선제적으로 유방과 난소를 제거한 사례도 있다. 패혈증이나 폐렴, 심혈관 질환 등 신체 내에 강한 염증 반응이 있을 때는 ‘C-반응성 단백질’을 바이오마커로 사용할 수 있다.
바이오마커는 특정 질환을 빠르고, 정확하게 판별하는데 중요한 역할을 하지만, 문제는 해당 바이오마커를 순도 높게 잘 추출해내는 것이 매우 어렵다는 것이다. 예를 들어, 유전자의 변이 여부를 감별하기 위해서는 혈액이나 조직으로부터 순도 높은 DNA를 다량으로 뽑아내어 검사를 해야 하는데, 혈액이나 조직 속에는 DNA뿐만 아니라 온갖 종류의 다른 성분이 포함돼 있기 때문에 필요로 하는 성분만 뽑기가 쉽지 않다.
DNA와 RNA와 같은 바이오마커를 순도 높게 추출하는 데는 전통적으로 ‘클린업 비드(Clean up beads)’라는 것이 사용돼 왔다. 한국어로 옮기면 ‘정제 구슬’ 정도가 될 것이다. 이번에 소개하는 기업 ‘킹고바이오(KINGO Bio)’는 기존 ‘클린업 비드’ 제품들보다 성능이 크게 향상된 ‘GraBeadsTM’라는 제품을 만들어 병원이나 제약회사 등이 순도 높은 바이오마커를 추출해 병의 조기 진단에 사용할 수 있도록 하는 바이오 스타트업이다.
‘클린업 비드’의 작동원리는 이렇다. 먼저 수백 나노미터 크기의 작은 구슬인 ‘클린업 비드’를 혈액이 담겨진 시험관에 집어넣는다. 이 비드(bead) 내부에는 자석이 들어가 있는데 일반적인 영구자석이 아니라, 외부에 자기장이 있을 때만 자성을 띠는 ‘상자성체’가 들어가 있다. ‘클린업 비드’의 구슬모양 표면에는 DNA, RNA, 항체 등에 각각 결합하는 화학 작용기를 붙여주는데, 그러면 클린업 비드는 작용기의 종류에 따라 DNA, RNA, 항체 등의 바이오마커에 가서 달라붙는다. 그리고, 이후에 시험관의 외부에 자석을 붙여주면 DNA, RNA, 항체 등과 결합된 ‘클린업 비드’가 자성을 띠게 되어 자석 주변에 붙게 되는데, 이때 시험관 내부를 정제수 등으로 계속 세척해주면 자석 주변에 붙어있는 클린업 비드와 DNA, RNA 등을 뺀 나머지 혈액 성분들은 모두 사라지게 된다. 마지막으로 자석을 제거해주고, 클린업 비드와 DNA, RNA, 항체 등을 분리하면 고순도의 바이오마커가 추출되는 것이다.
킹고바이오는 기존 Clean up beads의 가장 큰 문제인, ‘약한 자성으로 인한 바이오마커 유실’을 극복한 GraBeadsTM라는 제품을 개발하였다. GraBeadsTM에 포함돼 있는 자성 나노 입자는 기존 제품들보다 약 10배나 강한 자성을 가지고 있다. DNA나 RNA가 포함돼 있는 혈액이나 타액은 점성이 높기 때문에 더 강하게 세척을 해서 다른 물질들을 분리해줘야 한다. 그래서 Bead의 자성이 약하면 바이오마커들을 자석 주변에 붙들어 둘 수 없는데, 킹고바이오의 GraBeadsTM는 자성이 월등하게 강하기 때문에 훨씬 순도가 높고, 수율이 높은 바이오마커를 제공할 수 있다는 것이다.
킹고바이오의 CEO인 이진엽 대표는 성균관대학교 기계공학과 박사 과정에 재학 중이던 2018년 창업의 길에 나섰다. 성균관대를 상징하는 많은 회사들처럼 이름에 ‘킹고’를 넣었지만, 현재 재직 중인 직원들은 다양한 학교에서 화학, 바이오화학, 생명공학 등을 전공한 재원들이다. 그들은 강력한 자성을 가진 코어 입자부터, 그 표면에 달라붙는 화학 작용기까지 다양한 기술을 스스로 개발해왔다. 지금 킹고바이오는 DNA, RNA 등의 검출에 집중하고 있지만, 향후에는 항체, 단백질, 기타 수많은 물질에 달라붙는 자성 나노 입자를 개발할 계획이다.
쉽지 않은 길이지만 글로벌 시장의 거인들과 경쟁을 피하지 않겠다는 킹고바이오는 올 여름 KSC(K-Startup Center)의 지원을 받은 실리콘밸리 프로그램에 참여한다. 그들이 스타트업의 주무대인 미국, 그것도 실리콘밸리에서 어떤 성과를 안고 돌아올지 귀추가 주목된다.
킹고바이오가 해결하려는 문제점이 무엇입니까?
우리 팀이 해결하려는 궁극적인 문제는 초기 암 진단의 어려움입니다. 암을 조기에 발견하지 못하면 치료 성공률이 크게 낮아져 환자와 의료 전문가 모두에게 큰 고통을 줍니다. 현재의 시료 전처리 기술이 충분한 성능을 발휘하지 못해 임상검체로부터 바이오마커들을 분리하는 데 어려움이 있습니다. 특히 초기 의심환자들의 경우 더욱 어렵습니다. 많은 회사들이 차세대 염기서열 분석기술인 NGS(Next Generation Sequencing) 또는 중합효소연쇄반응 PCR(Polymerase Chain Reaction)과 같은 후처리 기술에 집중하지만, 이러한 기술들은 시료 전처리 단계에서의 한계 때문에 결과적으로 조기 진단을 어렵게 만듭니다. 특히 대부분의 시료 전처리 기술은 원심분리를 필요로 하며, 이 과정에서 바이오마커가 손상될 가능성이 있어 감도가 떨어지고 초기 진단의 정확성이 저하됩니다.
킹고바이오가 가장 집중하고 있는 문제는 NGS 분석에서 사용되는 ‘클린업 비드(Clean up beads)’의 낮은 효율성과 높은 비용입니다. 현재 시장에서 사용되는 Clean up beads는 다음과 같은 문제를 가지고 있습니다.
먼저, 제품 단가가 너무 높습니다. 기존 market leader 제품들은 매우 비싸서 고객들이 가격 부담을 크게 느끼고 있습니다.
둘째, 약한 자력 문제입니다. 자성입자를 사용함에도 자력이 약해 강한 자석을 이용해도 입자의 유실이 발생하고 실험 프로세스가 오래 걸립니다. 이는 실험의 효율성을 저하시킵니다.
마지막으로, 높은 유실율이 발생합니다. 앞서 말씀드렸듯이, 입자의 유실로 인해 Clean up 과정에서 DNA 및 Library의 유실이 많아 최종 수율이 좋지 않습니다.
NGS 시장이 급성장하면서 Clean up beads는 필수적인 요소가 되었지만, 위와 같은 문제가 있어 실험의 효율성과 정확성이 떨어지는 상황입니다.
킹고바이오는 어떤 방식으로 이 문제를 해결합니까?
우리 팀은 독자적인 ‘Clean up beads’인 GraBeadsTM이라는 솔루션을 개발하여 이 문제를 해결합니다. GraBeadsTM은 자성 나노입자를 이용해 샘플에서 바이오마커를 분리하고 농축하여 높은 순도로 진단할 수 있게 합니다. 이로 인해 초기 단계의 암도 감지할 수 있습니다. 특히 GraBeadsTM는 NGS(차세대 시퀀싱) Clean up 과정에서 탁월한 성능을 발휘합니다. NGS 클린업 과정에서 GraBeadsTM는 혈액 등의 샘플에서 불순물을 제거하고 바이오마커를 농축하여 NGS 분석의 정확성과 효율성을 극대화합니다.
킹고바이오는 수년에 걸친 연구를 통해 자성 나노입자의 핵심인 Core 물질 개발, Coating 기술, 그리고 작용기 고정화 기술까지 다양한 기술을 축적해온 전문기업입니다. 우리는 자성 나노입자의 기본 단위부터 최종 상품까지 모든 과정을 직접 제작합니다.
우리의 GraBeadsTM – NCB (Clean up beads)는 다음과 같은 특장점을 가지고 있습니다.
첫째, 강한 자력입니다. GraBeadsTM는 기존 제품보다 자력이 강해 입자의 유실을 최소화하고, 실험 프로세스를 빠르게 진행할 수 있습니다. 이를 통해 실험 시간과 피로를 줄일 수 있습니다.
둘째, 낮은 비용입니다. 우리는 기존 market leader 제품보다 저렴한 가격에 제품을 제공하여 연구자들의 비용 부담을 줄입니다.
셋째, 높은 DNA 수율입니다. 우리 제품은 DNA 및 Library 유실을 최소화하여 높은 DNA 수율을 제공합니다. 이는 연구자들이 더 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있도록 합니다.
향후, 우리는 NGS뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 사용될 특이적인 자성 나노입자를 제작하려는 포부를 가지고 있습니다. 이를 통해 고객들에게 더 나은 효율성과 경제적 혜택을 제공하고, 다양한 분야에서의 응용 가능성을 확대해 나가고자 합니다.
경쟁사 대비 킹고바이오의 경쟁력과 기술적인 장점이 무엇입니까?
GraBeadsTM은 기존의 자성입자보다 10배 강한 자력을 가지고 있어 샘플에서 바이오마커를 손실 없이 분리할 수 있습니다. 이는 진단 정확성을 20% 이상 향상시키며, 진단 과정에서 시간을 최소 30% 단축시킵니다. 특히 NGS 클린업 과정에서 불순물을 효과적으로 제거하고, 바이오마커를 빠르게 농축하여 NGS 분석의 민감도와 정확성을 크게 향상시킵니다.
현재 시장을 주도하는 제품은 Beckman Coulter 사의 AMPure bead입니다. 이 제품은 매우 높은 가격으로 판매되고 있어 고객들이 가격 부담을 느끼고 있습니다. 이에 반해, 우리 제품은 성능 면에서는 전혀 뒤지지 않으면서도 훨씬 더 저렴한 가격에 제공됩니다.
또한, AMPure bead는 약한 자력으로 인해 DNA 분리 및 정제 과정에서 많은 시간이 소요되고, 실험자의 피로를 증가시킵니다. 실험 과정 중 washing step에서 입자의 유실로 인해 DNA 유실이 발생하는 문제도 있습니다. 우리 제품은 강한 자력과 최적화된 입자 특성을 통해 이러한 문제를 해결하여, DNA 분리와 정제 과정을 훨씬 더 신속하고 효율적으로 수행할 수 있으며, DNA 유실을 최소화하고, 더 높은 DNA 수율을 제공합니다. 이를 통해 고객들은 더 정확하고 신뢰할 수 있는 실험 결과를 얻을 수 있습니다.
킹고바이오는 이러한 기술적 장점을 통해 시장에서 독보적인 경쟁력을 확보하고 있으며, 고객들에게 더 나은 가치를 제공하고자 합니다.
우리가 제공하는 제품/서비스는 무엇인가요? 현재 상태는?
킹고바이오가 제공하는 제품은 크게 세 가지로 나뉩니다.
먼저, NGS DNA 분석용 Clean up bead인 GraBeadsTM-NCB가 주요 제품입니다. 이 제품은 NGS 분석 과정에서 DNA 분리 및 정제를 최적화하여, 실험 시간을 단축하고 높은 DNA 수율을 제공합니다.
두 번째로, 자동화 핵산 추출 기기가 있습니다. 이 기기는 혈액 샘플 내의 병원균 DNA를 자동으로 추출하여, 빠르고 정확한 분자진단을 가능하게 합니다.
세 번째는, 핵산 추출 Kit입니다. 이 키트는 혈액 샘플 내 병원균의 DNA를 추출할 수 있는 분자진단키트로, 사용이 간편하고 높은 정확도를 자랑합니다.
이중에서 핵산 추출 기기와 키트는 이미 제품이 시장에 출시된 상태입니다. 반면, GraBeadsTM는 제품 개발은 완료된 상태이나, 일부 고객사에 사용 후기를 요청하고 관련 성능 테스트 및 세일즈를 위한 데이터를 축적하는 중입니다. 또한 자체적으로 장기 보관 안정성에 대한 연구가 진행 중입니다.
향후 계획으로는, 현재 Clean up bead의 최종 상품화에 몰두하고 있습니다. 보관 안정성을 높이고, 국내뿐만 아니라 세계 모든 기업을 대상으로 판매할 수 있도록 많은 노력을 기울이고 있습니다.
우리 제품/서비스가 겨냥하는 시장 크기는 얼마입니까? 핵심 타겟 고객은 누구입니까?
우리 제품이 겨냥하는 시장은 글로벌 NGS(차세대 시퀀싱) 시장과 액체 생검 시장입니다. 글로벌 NGS 시장은 2025년까지 약 200억 달러에 이를 것으로 예상되며, 액체 생검 시장은 30억 달러를 초과할 것으로 전망됩니다. 주요 타겟 고객은 NGS 서비스 분석 제공업체와 진단 키트 제조업체입니다. 이들은 초기 암 진단과 정밀 의학에 대한 수요 증가에 따라 더 빠르고 정확한 진단 솔루션을 필요로 하고 있으며, GraBeads는 이러한 요구를 완벽하게 충족시킵니다.
킹고바이오의 비즈니스 모델은 무엇입니까?
우리의 비즈니스 모델은 지속 가능한 수익 창출을 가능하게 합니다.
먼저, NGS 분석용 Clean up bead는 소모품으로 지속적인 수요가 발생합니다. 이를 통해 꾸준한 매출을 확보할 수 있습니다.
또한, NGS kit를 제작하는 기업의 키트에 우리의 Clean up bead가 포함될 경우에도 지속적인 매출이 발생할 수 있습니다. 최근 NGS 검사를 시행하는 기업 및 병원이 많아지면서, 시장 니즈와 사용량이 증가하고 있는 추세입니다. 이러한 트렌드는 우리의 비즈니스 모델을 더욱 견고하게 만들며, 지속적인 성장을 가능하게 합니다.
그 동안 우리 팀의 성과는 무엇입니까?
우리 팀은 초기 시장 테스트에서 GraBeadsTM의 우수한 성능을 입증하였습니다. 한국의 여러 NGS 분석 서비스 기업들과 연계하여 기존 Clean up Beads와의 비교 평가를 진행하고 있습니다. 특히, Single Cell 기반 오믹스 분석을 진행하는 아이노클, 마이크로바이옴의 NGS 분석을 주로 하는 픽스인스티튜트, 그리고 녹십자 의료재단을 통해 GC 지놈 등과 샘플 테스트를 위한 사전 작업들을 준비하고 있습니다.
또한, 자성 나노 입자 관련 국내 특허 9건을 등록하였으며, 작년에는 미국과 중국에도 특허를 출원했습니다. 올해 초에는 GraBeadsTM를 이용해 바이오마커를 분리한 연구 결과가 미국의 유명 SCI 저널인 Microbiology Spectrum에 게재되었습니다. 이러한 연구 결과는 우리 제품의 신뢰성과 우수성을 학계에서도 인정받았음을 의미합니다.
현재 GraBeadsTM는 제품화 막바지 단계에 있으며, 올해 10월 말 제품화가 진행될 예정입니다. 이를 통해 빠른 속도로 시장에 진입할 수 있을 것으로 보입니다. 앞으로도 여러 연구 기관과 협력하여 제품의 추가 응용 가능성을 검증하고, GraBeadsTM의 잠재적 시장을 더욱 확장해 나갈 계획입니다.
킹고바이오 팀의 경쟁력은?
우리 팀의 경쟁력은 다음과 같은 요소에서 비롯됩니다.
첫째, 전문성과 경험입니다. 우리는 자성나노입자를 다년간 연구해왔으며, 가장 작은 단위인 입자 Core부터 직접 합성하는 기술력을 보유하고 있습니다. 이러한 깊이 있는 연구와 개발 경험은 우리 제품의 높은 품질과 성능을 보장합니다.
둘째, 혁신적인 기술과 시장 잠재력입니다. 자성나노입자 분야는 아직 많이 알려지지 않았지만, 매우 높은 잠재력을 가지고 있습니다. 실제로 자성나노입자를 메인 상품으로 하는 기업은 한국에 거의 없기 때문에, 우리는 이 분야에서 선두 주자로서의 위치를 차지할 수 있습니다. 이 산업의 잠재 가치는 매우 높으며, 우리 팀은 이를 최대한 활용하고자 합니다.
셋째, 고객 중심의 접근입니다. 현재 시장의 주요 제품들은 해외에 본사를 두고 있어 국내 사용자들이 피드백을 받거나 궁금한 내용을 확인하는 데 많은 어려움을 겪고 있습니다. 반면, 우리는 고객의 피드백을 신속하게 반영하고, 고객 맞춤형으로 제품을 개선할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 현재는 초기 단계이지만, 미래에는 이러한 능력을 통해 고객들에게 더 나은 서비스를 제공할 수 있을 것입니다.
우리가 투자를 받아야 하는 이유 3가지!
첫째, GraBeadsTM의 혁신적인 기술은 초기 암 진단의 정확성과 효율성을 크게 향상시킵니다. 기존의 Clean up Bead와 비교하여 10배 강한 자력을 바탕으로 바이오마커를 더 효과적으로 분리하고 농축할 수 있습니다. 이는 환자와 의료 전문가 모두에게 큰 이익을 제공하며, 조기 암 진단의 성공률을 높이는 데 크게 기여할 것입니다.
둘째, 우리는 이미 한국의 여러 NGS 분석 서비스 기업들과 협력하여 GraBeadsTM의 성능을 시장에서 확인했습니다. 아이노클, 픽스인스티튜와의 테스트를 통해 제품의 우수성을 입증하였으며, 여러 의료 기관으로부터 긍정적인 피드백을 받고 있는 상황입니다. 이러한 피드백은 GraBeadsTM가 상용화될 수 있는 가능성을 높이는 중요한 지표로 작용합니다.
셋째, 킹고바이오 팀은 각 분야의 최고 전문가들로 구성되어 있으며, 기술 개발과 상용화를 성공적으로 이끌 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 우리는 국내 특허 9건을 보유하고 있으며, 미국과 중국에도 특허를 출원하여 국제적 기술 보호를 강화했습니다. 또한, GraBeadsTM을 통해 바이오마커를 분리한 논문이 Microbiology Spectrum에 게재되는 등 학계에서도 기술력을 인정받고 있습니다. 현재 제품화 막바지 단계에 있어 빠른 속도로 시장에 진입할 수 있을 것으로 보이며, 자성입자의 특성인 물질 분리(separation) 관점에서 넓은 확장성을 가진 잠재력이 뛰어난 아이템입니다. 이는 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있어 지속적인 성장 가능성이 큽니다.
이와 같은 이유로, GraBeadsTM의 상용화를 통해 초기 암 진단 시장에서 혁신을 주도하고, 더 나아가 다양한 분야에서 활용될 수 있는 자성 나노입자 기술의 선두주자가 될 수 있도록 투자를 요청드리고 싶습니다.
해외진출을 위해서 우리는 어떤 노력을 하고 있고, 성과가 있나요?
현재 해외 시장 활로 확보가 초기 단계에 있지만, 다음과 같은 노력을 기울이고 있습니다.
첫째, 해외 시장 조사: 시장 동향과 수요를 파악하고, 해외 판매 가능성을 확인하고 있습니다. 이를 통해 각 지역의 고객 요구사항을 이해하고, 맞춤형 제품과 서비스를 준비하고 있습니다.
둘째, 국제 전시회와 컨퍼런스 참여: 해외 전시회의 참석해 잠재적인 고객을 확인하고, 기업과 제품 홍보를 진행했습니다. 이를 통해 세계 시장에 진출하기 위해 준비해야 할 것, 마켓 니즈 등을 확인했습니다.
셋째, 해외 파트너십 구축: 여러 글로벌 기업과의 미팅을 통해 협력 가능성을 모색하고 있습니다. 특히, 현지 유통망을 갖춘 기업들과의 파트너십을 통해 제품의 현지화와 효율적인 시장 진입을 준비하고 있습니다. 이를 통해 향후 해외 진출을 위한 토대를 마련하고 있습니다.
이러한 노력을 통해 해외 시장에서도 경쟁력을 갖춘 기업으로 성장하고자 합니다.
이번 KSC실리콘밸리 진출 프로그램이 어떤 도움을 주고 있나요?
현재 프로그램을 통해 다양한 측면에서의 지원을 제공받고 있습니다.
먼저, 사업 개발(BD) 및 제품 개발(PD) 업그레이드를 통해 우리 제품과 서비스의 경쟁력을 강화하고 있습니다. 이를 통해 더 나은 품질과 성능을 갖춘 제품을 글로벌 시장에 선보일 준비를 하고 있습니다. 또한, 미국 실리콘 밸리 내의 잠재 고객과 자문을 구할 수 있는 파이프라인 구축을 지원받고 있습니다. 이 파이프라인을 통해 현지 시장에 대한 이해를 높이고, 유망한 비즈니스 기회를 탐색하며, 글로벌 네트워크를 확장할 수 있도록 준비 단계에 있습니다.
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