지노믹트리, 표적 리간드 없이 뇌·척수 mRNA 전달 기술 개발

하나의 플랫폼으로 면역·CNS 치료 확장 가능성

사진=지노믹트리

지노믹트리가 별도의 표적 리간드 없이 뇌와 척수에 메신저리보핵산(mRNA)을 전달하는 지질나노입자(LNP) 기술의 비임상 결과를 확보했다.

지노믹트리는 해당 기술에 대한 특허를 출원했으며, 연구논문이 국제학술지 'ACS Materials Letters'에 게재 승인됐다고 15일 밝혔다.

LNP는 mRNA를 체내에서 보호하고 특정 조직으로 운반하는 전달체다. 기존 정맥투여 방식의 LNP는 대부분 간에 축적되는 데다 중추신경계(CNS)는 혈액뇌장벽(BBB)과 혈액척수장벽(BSCB)이 있어 약물 전달이 어렵다. 이를 극복하기 위해 LNP 표면에 항체나 펩타이드 등 표적 리간드를 붙이는 방식이 연구돼 왔지만, 제형과 제조공정이 복잡해질 수 있다는 한계가 있다.

지노믹트리는 표적 리간드 대신 LNP를 구성하는 지질의 조성을 바꾸는 방식을 적용했다. 기존 LNP의 콜레스테롤을 진세노사이드 핵심 구조 성분인 프로토파낙사디올(PPD) 또는 진세노사이드 Rg2로 대체하고, 세포막 구성 인지질인 포스파티딜세린(PS)을 추가했다.

연구진이 루시퍼레이스 mRNA를 탑재한 LNP를 마우스에 정맥투여한 결과, PS를 넣은 투여군의 뇌와 척수에서 PS가 없는 대조군보다 높은 단백질 발현이 나타났다. 적출한 조직에서도 발현을 확인해 mRNA가 중추신경계에 도달한 뒤 실제 단백질로 번역됐음을 확인했다.

PS 함량에 따라 LNP가 향하는 조직도 달라졌다. PS 함량이 1몰%인 PPD-LNP는 4몰% 제형보다 뇌에서 약 1.45배 높은 발현을 보였다. 반면 4몰% 제형은 비장에서 약 1.9배 높은 발현을 나타냈다.

이번 연구의 핵심은 별도의 표적 리간드 없이 PS를 포함한 LNP의 지질 조성을 조절해 기존 LNP의 간 중심 분포는 낮추고, 특정 조성 조건에서는 정맥투여 후 뇌와 척수에서 기능적인 mRNA 발현을 구여했다는 점이다. 또 PS 함량에 따라 CNS와 비장 및 림프계 조직에서 다른 분포 특성이 나타남을 확인함으로써, 하나의 LNP 플랫폼을 CNS 치료용 mRNA 전달뿐만 아니라 항암 백신 등 면역치료용 mRNA 전달로 확장할 수 있는 가능성도 제시했다.

안성환 지노믹트리 대표는 "LNP의 지질 조성을 정밀하게 설계함으로써 별도의 표적 리간드 없이 전신 투여 후 뇌와 척수에서 기능적인 mRNA 발현을 유도할 수 있는 가능성을 확인했다"며 "향후 CNS 전달 경로와 작동 기전을 보다 구체적으로 규명해 다양한 질환에 활용할 수 있는 차세대 핵산치료제 전달 플랫폼으로 발전시켜 나갈 계획"이라고 전했다.