부작용 없고, 면역 효과 높인 `국산 mRNA 백신` 성큼…독성 완화 `지질 나노입자` 개발

KIST, mRNA 백신용 지질 나노입자 조성방법 제시
이온화지질 함량 낮추고, 트레할로스 당질 추가

한국과학기술연구원은 이온화 지질 함량을 줄이면서 면역증강과 독성 완화 효과가 있는 mRNA 백신용 지질 나노입자 조성방법을 개발했다. 사진은 트레할로스 당지질로 이온화 지질 일부를 대체한 지질 나노입자 플랫폼 개념도. KIST 제공

KIST 연구진이 독성이 완화된 mRNA 백신용 지질 나노입자 조성 방법을 개발했다. 사진은 금교창(왼쪽부터) KIST 박사, 유소연 박사, 방은경 박사. KIST 제공

차세대 백신 플랫폼으로 주목받는 mRNA(메신저리보핵산)의 면역증강 효과를 높이면서 독성을 완화하는 새로운 지질 나노입자가 개발됐다. 부작용을 낮추면서 면역 효과를 높이는 mRNA 백신 전달체로 활용하면 신변종 감염병과 면역 항암치료에 기여할 것으로 기대된다.

한국과학기술연구원(KIST)은 방은경·금교창 박사 연구팀이 남재환 카톨릭대 교수팀, 윤혜원 서울대병원 교수팀과 공동으로 독성이 완화된 mRNA 백신용 지질 나노입자 조성 방법을 개발했다고 23일 밝혔다.

mRNA 백신은 바이러스의 유전 정보를 담은 메신저 리보핵산(mRNA)을 이용해 인체 내에서 항원을 직접 생성하게 해 면역반응을 유도한다. 코로나19 백신이 mRNA 플랫폼을 활용해 개발됐다. 하지만 백신 접종과 관련한 여러 부작용에 대한 원인이 정확히 밝혀지지 않았다. 부작용은 LNP지질 나노입자와 변형된 mRNA, 항원 자체 또는 투여 방법에 따라 생기는 것으로 보고된다. 이 때문에 신변종 감염병을 대비해 부작용이 완화된 mRNA 백신 제형 개발이 필수적이다.

연구팀은 mRNA 백신의 독성을 완화하기 위해 이온화 지질에 상응하는 면역 증강 효과가 있으면서 독성이 없는 '트레할로스 당지질'에 주목했다. 이온화 지질은 지질 나노입자를 구성하는 물질로, mRNA 백신의 약물 전달에 중추적 역할을 하지만 체내에서 독성을 유발할 수 있다. 연구팀이 지질 나노입자 내 트레할로스 당지질의 함량을 조절한 결과, 전체 지질 중 이온화 지질의 함량을 기존 50%에서 25%로 줄이고, 트레할로스 당지질을 25% 추가한 새로운 지질 나노입자 조성방법을 개발했다.

새로운 지질 나노입자를 mRNA 구조제 플랫폼과 결합해 인플루엔자 mRNA 백신으로 효능을 검증한 결과, 기존 지질 나노입자와 동일한 수준의 면역증강 효과가 확인됐다. 실험용 쥐를 대상으로 유효 농도의 10배 이상 고농도 백신을 주입했을 때, 아무것도 처리하지 않은 대조군에 비해 심장 독성과 간독성 지표에 차이가 없어 독성 완화 효과도 입증됐다.

방은경 KIST 박사는 "트레할로스 당지질은 이온화 지질의 함량을 줄이고 표적화할 수 있어 독성을 완화할 수 있는 지질 나노입자의 주요 성분으로 활용될 수 있다"며 "부작용을 낮추면서 면역 효과를 높여 독성이 완화된 국산 mRNA 백신 개발의 기초 기술로 쓰일 것으로 기대한다"고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '바이오액티브 머티리얼즈'에 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr