mRNA 백신 독성 완화 ‘기대’…지질 나노입자 개발

염증 완화 효과에 독성 없는 ‘트레할로스’ 당지질 추가

사진은 기사의 특정 내용과 관련 없음. 게티이미지뱅크

독성이 완화된 mRNA 백신용 신규 지질 나노입자를 국내 연구팀이 개발했다.

방은경·금교창 한국과학기술연구원(KIST) 뇌융합기술연구단 박사와 남재환 가톨릭대 의생명과학과 교수, 윤혜원 서울대병원 핵의학과 교수 공동 연구팀은 mRNA 백신의 체내 독성을 완화하기 위한 연구를 진행한 결과, 이러한 새로운 지질 나노입자 기술을 개발했다고 밝혔다. 

이 연구결과는 국제학술지 ‘바이오액티브 머티리얼스’에 최근 게재됐다.  

mRNA 백신은 코로나19 백신에서 보듯 바이러스의 유전 정보를 담은 메신저 리보핵산(mRNA)을 이용해 인체 내에서 항원을 직접 생성하게 함으로써 면역 반응을 유도하는 차세대 백신 기술이다. 다만 백신 접종 후 발생하는 여러 부작용에 대한 원인이 정확히 밝혀지지 않았다는 난점이 있다.

특히 RNA 의약품을 담아 세포 내로 전달하는 지질 기반 전달체인 지질 나노입자를 구성하는 물질 중 하나인 이온화 지질은 약물 전달에 중추적인 역할을 한다. 그러나 체내에서 독성을 유발할 수 있어 이를 완화하기 위한 연구가 많이 수행되고 있다.

연구팀은 이온화 지질에 상응하는 면역 증강 효과가 있으면서도 독성이 없는 트레할로스(trehalose) 당지질에 주목했다. 이후 전체 지질 가운데 이온화 지질의 함량을 기존 50%에서 25%로 줄이고 트레할로스 당지질을 25% 추가한 새로운 지질 나노입자 조성 방법을 개발했다.

특히 연구팀은 염증 완화 효과가 있다고 알려진 트레할로스에 수소결합을 통해 mRNA와 상호작용이 가능하도록 조정했다. 트레할로스 당지질은 체내 면역 인자 수용체와 결합하는 리간드(생체분자와 복합체를 형성하는 물질)로 작용해 면역 증강 효과도 보였다.

또 연구팀이 해당 신규 지질 나노입자를 mRNA 구조체 플랫폼과 결합해 인플루엔자 mRNA 백신으로 효능을 검증한 결과, 기존 지질 나노입자와 동일한 수준의 면역 증강 효과가 있음을 입증했다

결과적으로 신규 지질 나노입자를 유효 농도의 10배 이상 농축한 백신을 쥐에 주입했을 때도 아무것도 처리하지 않은 대조군 대비 심장 독성과 간 독성 지표에 차이가 없어 독성 완화 효과가 있음을 확인했다는 게 연구팀의 발표다.

연구팀 관계자는 “새롭게 개발된 지질 나노입자를 이용한 백신은 비장과 림프절 등 면역 관련 기관을 표적으로 전달이 가능하다는 게 장점으로, 다른 장기로의 전달에 따른 부작용도 줄일 수 있다”며 “트레할로스 당지질은 이온화 지질의 함량을 줄이고 독성을 완화할 수 있는 지질 나노입자의 주요 성분이 될 것”이라고 설명했다.