살아있는 세포를 관찰할 수 있는 홀로토모그래피 기술과 인공지능의 만남 AI현미경 개발 기업, 토모큐브

대전 대덕특구에 위치한 토모큐브는 살아있는 세포를 관찰할 수 있는 홀로토모그래피 (Holotomography, HT) 기술과 바이오 인공지능 영상분석분야에서 독보적인 기술력을 확보해 AI 현미경을 개발하고 있는 기업입니다. 기존 현미경 기술은 세포를 관찰하기 위해 화학염색 등 전처리 과정으로 인해 세포가 죽거나 변형되어 세포 그대로를 관찰하기 어렵고 관찰하는 데까지 최소 수시간 길게는 하루까지 걸리는 한계가 있습니다. 반면 토모큐브의 홀로토모그래피(HT) 기술은 레이저 광선을 이용하여 세포의 밀도에 따라 세포를 3D로 구현하여 살아 있는 세포를 그대로 관찰할 수 있습니다. 이 기술을 활용하여 암세포 구분과 원인균 판별을 통한 질병진단과 신약개발 등 다양한 의료분야에 활용 가능성에 세계 시장이 주목하고 있습니다.

Q1. 2021년 토모큐브를 저희 뉴스레터에 소개하였었는데, 그 이후 기술력과 시장성을 인정받는 등 많은 성장이 있었다고 들었습니다.

저희 회사 소식에 관심 가져 주셔서 감사합니다. 2022년에는 토모큐브가 매우 중요한 이정표를 달성한 해인데요, 바로 2세대 홀로토모그래피 현미경인 HT-X1을 출시한 것입니다. 최근 들어 시장의 관심 연구분야가 빠르게 전환되며 오가노이드, 조직절편 등 3차원 세포 시료를 염색 없이 살아있는 상태로 관찰할 수 있는 제품을 개발해달라는 요청이 많았습니다. 도전적인 연구개발 끝에 기존 제품의 한계를 모두 극복한 신개념 HT 기술의 상용화에 성공하였습니다.

신제품 HT-X1은 공개되자마자 전세계적으로 관심이 매우 뜨거웠습니다. 모든 임직원들이 바쁜 시간을 보내며 힘을 모은 덕분에 2022년도 과학기술정보통신부장관 표창, 2022 대한민국 혁신창업상 수상, 2023년도 글로벌강소기업 1,000+ 기업 지정 등의 쾌거를 이루었습니다. 또한 HT-X1 제품 판매 실적을 바탕으로 2023년 첫 100만불 수출의 탑을 수상하고, 매출액 37억 4000만원을 기록하였습니다. 이렇게 확보한 성장 모멘텀을 바탕으로 코스닥 상장에 도전하기로 결심하였고, 2023년 하반기 기술성평가를 신청하여 “나이스평가정보”와 “한국산업기술기획평가원”으로부터 각각 ‘A, A’ 등급을 획득하며 세계 최고 수준의 기술력과 시장성을 모두 인정받았습니다.

Q2. 메사추세츠공과대학(MIT), 하버드대학교 등 해외 유명 대학교와 독일 암센터 등 20여개국 50여개 대학과 연구소에서 토모큐브의 홀로토모그래피(HT) 기술이 활용되고 있다고 들었습니다. 그 외에도 다른 협업을 통해 토모큐브 HT 기술을 활용하고 있는 기업이나 연구소, 의료기관이 있나요?

토모큐브는 2023년 4월 오가노이드 개발 기업 오가노이드사이언스와 공동연구개발을 위한 양해각서(MOU)를 체결하여 양사의 기존 기술을 융합해 세포 구조와 기능을 더욱 정밀하게 분석, 새로운 세포치료제 개발을 추진하고 있습니다. 오가노이드는 줄기세포를 장이나 간, 위와 같은 장기처럼 입체 구조로 배양한 것으로, 장기 모사체 또는 미니 장기라고 불리는데 오가노이드사이언스는 성체줄기세포를 사용한 오가노이드로 세포치료제 및 약물 스크리닝 기술을 보유하고 있습니다. 여기에 염색과정 없이 세포내부 3차원 영상을 이미징할 수 있는 토모큐브의 기술을 적용하여 더욱 정밀한 오가노이드 분석 및 맞춤형 치료제 개발을 통해 제약·의료 분야에서 더욱 혁신적인 제품을 만들어 내는 연구를 진행 중에 있습니다.

토모큐브는 HT 제품을 구매한 기관 고객을 대상으로 기술지원과 연구협력을 진행하며, 현장에서 획득한 HT 영상 데이터를 분석하거나 기타 실험 설계 아이디어를 함께 논의하는 등의 협업을 유기적으로 수행하고 있습니다. 2세대 HT의 초기 고객은 미국 MIT, 스위스 취리히연방공대(ETH Zurich), 노르웨이 오슬로대학 해외 기관들이 많지만 국내에서도 한국기초과학지원연구원(KBSI)를 비롯하여 포항공과대학교(POSTECH), 광주과학기술원(GIST) 등 유수기관과의 협업을 펼치고 있습니다. 또한 충남대학교병원과 연구중심병원사업을 수행하는 등 대전 지역에서의 연구협력도 활발하게 추진하고 있습니다.

Q3. 토모큐브는 지난 4월 전세계 제약 바이오기업 및 업계 전문가들이 모여 연구성과를 공유하는 암 학회 중 하나인 미국암연구학회(AACR 2024, American Association for Cancer Research)에 참여하여 2세대 홀로토모그래피 플랫폼 HT-X1을 활용한 다양한 연구 결과를 소개하셨다고 들었습니다. 학회 반응은 어땠나요?

2세대 HT 제품이 연구현장에서 활용되면서 면역항암제 반응 예측, 조직의 가상염색, 영상 기반 바이오마커 개발, 단일세포분석과의 연계 등 최첨단 전임상 연구를 본격적으로 시작할 수 있게 되었고, 그 덕분에 AACR이라는 큰 무대에도 참가할 수 있게 되었습니다. 특히 암 환자의 임상 데이터 연구에 인공지능(AI) 및 딥러닝(Deep Learning)를 접목하고자 하는 연구자들이 많았는데, HT 기술은 정량성과 안정성이 높아 AI 연구에 특히 유리하다보니 저희 토모큐브의 기술과 연구성과가 더욱 큰 주목을 받은 것 같습니다.

무엇보다도 이번 학회를 앞두고 미국 Mayo Clinic의 황태현 교수님을 비롯하여 펜실베니아대학 Mingyao Li 교수님, MD 앤더슨 암센터의 Linghua Wang 교수님께서 Cancer Discovery라는 학회지에 “암 연구의 3차원 혁명(The 3D Revolution in Cancer Discovery)” 라는 제목의 특집 기사를 기고하시면서 저희 HT 기술을 소개해 주셔서, 이 기사를 통해 저희 HT 기술을 접한 많은 연구자들이 토모큐브의 전시 부스를 찾아와 주셔서 제품 구매와 사업적 연구협력에 대해 문의해 주신 덕분에 저희로써는 매우 유익한 시간을 보냈습니다.
(출처: Linghua Wang, Mingyao Li, Tae Hyun Hwang; The 3D Revolution in Cancer Discovery. Cancer Discov 1 April 2024; 14 (4): 625–629. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-23-1499)

Q4. 토모큐브의 독보적인 기술력을 바탕으로 더 큰 성장과 기술개발을 위해 코스닥 상장을 준비하고 있다고 들었습니다. 토모큐브의 홀로토모그래피(HT) 기술의 성장성과 토모큐브의 앞으로의 계획이 궁금합니다.

지난 12월 기술성평가에서 각각 A, A 등급을 획득하여 이를 바탕으로 올해 4월 한국거래소에 상장예비심사 신청서를 제출한 상태입니다. 토모큐브의 2세대 HT 기술은 기존 고객들에게도 뜨거운 사랑을 받고 있지만, 특히 오가노이드, 세포치료제 등 급성장하는 재생의학 시장에서의 효용성이 부각되고 있어서 시장 점유율을 빠르게 높이면서 선도기업의 지위를 공고히 할 수 있을 것으로 예상됩니다. 이러한 성장 요인을 더욱 가속화하기 위하여 글로벌 영업망을 확대함과 동시에 생산시설을 확충하고자 하며, 또한 우수 인재를 유치하고 기존 직원들의 성장을 지원하고자 코스닥 상장을 계획하게 되었습니다.

토모큐브는 “우리가 세상을 바라보는 방법을 혁신한다”는 비전 아래, 급변하는 산업적 요구에 신속하게 대응하며 고객에게 최상의 솔루션을 제공하기 위한 기술적 역량을 지속적으로 키워 나가고자 합니다. 이를 통해 사업적 성과를 지속적으로 향상시켜 국가 경제에 이바지함과 동시에 사회적 책임을 다하며 과학 연구와 인류의 건강한 미래에 기여하는 것을 목표로 합니다. 무엇보다도 글로벌 시장에서의 리더십을 강화하여 세계 각국의 연구자들과 더욱 활발하게 소통하고자 하며, 이를 통해 바이오 산업 전반에 걸쳐 새로운 가치를 창출하고자 합니다.

출처 : 토모큐브

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