바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 신창민 기자

‘인삼 사포닌’으로 기존 콜레스테롤 성분 대체, “독성·오염문제↓ 기대”, 세포서 화이자/모더나 코로나백신 LNP比 “발현효율 개선”..Biomaterials Science 게재

지노믹트리(Genomictree)는 30일 기존 동물성 콜레스테롤을 식물성 물질로 대체한 신규 지질나노입자(LNP) 전달체 기술을 개발했다고 밝혔다.

지노믹트리는 mRNA 약물을 세포내로 전달하는데 쓰이는 LNP에서, 인삼에서 유래한 사포닌 물질로 콜레스테롤을 대체한 LNP를 개발했다. 이어 세포실험에서 회사의 LNP 기술을 화이자(Pfizer), 모더나(Moderna)의 코로나19 백신에 적용된 LNP와 비교했을 때 더 높은 단백질 발현효율을 확인했다.

또한 동물성이 아닌 식물에서 유래한 물질을 사용했기 때문에 콜레스테롤 산화(oxidation)로 인한 독성 및 바이러스오염 문제를 줄일 수 있을 것으로 회사는 기대하고 있다.

이 연구결과는 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry, RSC)에서 발간하는 ‘바이오머터리얼즈 사이언스(Biomaterials Science)’에 게재했으며, 표지논문으로 선정됐다.

논문에 따르면 코로나19(COVID-19) 팬데믹 이후 mRNA 기반 백신과 치료제 모달리티가 주목을 받고 있으며, mRNA를 세포에 안정적으로 전달하기 위한 기술로 LNP가 이용되고 있다. 그러나 현재 시판되고 있는 mRNA 약물에 적용된 LNP 기술은 동물에서 유래하는 콜레스테롤을 함유하기 때문에 산화에 의한 독성과 의도치 않은 면역반응을 일으킬 문제가 있다.

스테롤(콜레스테롤) 성분은 LNP의 구조와 안정성을 유지하고 mRNA를 보호하는데 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 지노믹트리는 콜레스테롤의 기능을 대체하면서 기존의 한계를 극복할 수 있는 신규 LNP를 발굴했으며, 콜레스테롤 대신 인삼의 스테롤 물질인 사포닌(ginsenoside Rg2) 혹은 사포닌에서 유래한 PPD(phytosterol protopanaxadiol)를 적용했다.

회사는 Rg2에 기반한 ‘Rg2-LNP’와 PPD에 기반한 ‘PPD-LNP’를, 화이자의 mRNA 코로나19 백신에 적용된 LNP(ALC-0315-LNP) 및 모더나의 백신에 적용된 LNP(SM-102-LNP)와 발현효율 등을 비교평가했다.

EGFP(enhanced green fluorescent protein)를 발현하는 mRNA로 비교평가한 결과, 인비트로(in vitro)에서 광학현미경 및 유세포분석기로 측정했을 때 지노믹트리의 2가지 LNP가 화이자 및 모더나의 LNP와 비교해 더 높은 발현효율을 나타냈다. 또한 루시퍼라제(luciferase)를 발현하는 mRNA를 이용해 마우스에서 인비보(in vivo) 실험을 진행한 결과, 모더나의 LNP와 비교해 루시퍼라제의 발현이 더 천천히 감소하는 것으로 나타났다.

안성환 지노믹트리의 대표는 “인삼성분 스테롤로 대체된 LNP 설계는 기존 콜레스테롤의 문제점을 개선하면서 mRNA의 전달과 발현성능을 향상시켰다”며 “논문에서 특별히 강조하지는 않았지만 우리는 차별적 mRNA 디자인을 위해 고유의 UTR 서열을 최적화해 사용했다. 이는 다양한 mRNA 구조설정에 보편적으로 활용될 수 있어 차세대 mRNA 유전자치료 및 백신개발에 중요한 역할을 할 수 있을 것”이라고 말했다.