KIST, mRNA 백신 안정성 높은 새로운 나노입자 개발

트레할로스 당지질로 이온화 지질의 일부를 대체한 신규 지질 나노입자 플랫폼의 디자인 및 성능 모식도

국내 연구진이 독성이 완화된 메신저 리보핵산(mRNA) 백신용 신규 지질 나노입자 조성 방법을 개발했다. mRNA 핵심 기반 연구 수행으로 국산 백신 기술 저변을 넓혔다.

한국과학기술연구원(KIST·원장 오상록)은 방은경·금교창 뇌융합기술연구단 박사팀이 남재환 가톨릭대 의생명과학과 교수팀, 윤혜원 서울대병원 핵의학과 교수팀과 이같은 성과를 냈다고 23일 밝혔다.

mRNA 백신은 바이러스 유전 정보를 담은 mRNA로 체내에서 항원을 생성해 면역 반응을 유도한다.

지질 나노입자를 구성하는 물질인 이온화 지질이 mRNA 백신 약물 전달에 중추 역할을 한다. mRNA 전달·방출을 조절한다. 다만 이런 이온화 지질은 체내 독성을 유발할 수 있어 완화 연구가 필수다.

연구팀은 이온화 지질 수준의 면역 증강 효과를 가지면서 독성은 없는 '트레할로스 당지질(지방산과 트레할로스가 결합된 복합지질)'에 주목했다.

염증 완화 효과가 있다고 알려진 트레할로스는 수소결합으로 mRNA와 상호작용이 가능하다. 불포화지방산을 도입하면 mRNA 전달·방출에 유리한 고깔 형태 구조로도 합성할 수 있다. 또 트레할로스 당지질은 체내 면역 인자 수용체와 결합하는 리간드로 작용해 면역 증강 효과를 지닌다.

연구진은 이를 활용해 이온화 지질 함량을 기존 50%에서 25%로 줄이고 트레할로스 당지질을 25% 추가한 새로운 지질 나노입자 조성 방법을 개발했다.

신규 지질 나노입자를 활용한 인플루엔자 mRNA 백신으로 효능을 검증한 결과, 기존 지질 나노입자와 동일한 수준의 '중화항체가(항체 농도 측정 값)'를 보여 면역 증강 효과가 있음을 입증했다.

또 유효 농도의 10배 이상 고농도 백신을 쥐에 주입했을 때 비주입 대조군 대비 심장·간 독성 지표에 차이가 없었다.

이밖에 연구진은 투여 방법에 따라 면역 관련 기관인 비장·림프절에 선택적으로 mRNA 전달이 가능함을 관찰했다. 독성이 완화된 국산 mRNA 백신 개발을 위한 기초 기술로 활용될 전망이다.

방은경 박사는 “트레할로스 당지질은 이온화 지질 함량을 줄이고 표적화할 수 있어 독성을 완화할 수 있는 지질 나노입자 주요 성분이 될 것”이라며 “면역 관련 장기에 표적 전달이 가능한 mRNA 백신 전달체는 전염병 예방 및 면역 항암 치료에 활용할 수 있다”라고 밝혔다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com