코로나19 백신에 관한 뉴스를 읽을 때 ‘mRNA’라는 용어를 한 번쯤 접해 보셨을 텐데요. 코로나19를 계기로 mRNA 백신 개발에 성공하면서 암, 감염병, 희귀질환에도 적용할 수 있는 mRNA 기반 의약품이 차세대 혁신 기술로 떠올랐습니다.

mRNA, 즉 메신저 RNA는 단백질을 합성할 수 있는 유전정보를 담아서 이를 전달하는 전령 역할을 합니다. 최근 이러한 mRNA를 안전하게 이동시켜주는 지질나노입자(LNP, Lipid Nano Particle) 기술이 mRNA 핵심 기술로 주목받고 있는데요. 대웅제약은 이러한 글로벌 트렌드에 발맞춰 지질나노입자 기술을 미래 유망 제제기술로 선정해 집중 투자하고 있습니다.  

오늘 대웅제약 뉴스룸에서는 mRNA의 개념과 mRNA 치료제의 핵심 기반이 되는 지질나노입자 기술까지 천천히 살펴보겠습니다. 아울러 대웅제약의 지질나노입자 기술 개발 현황까지 함께 알아보겠습니다!

‘mRNA’란 무엇인가요?

mRNA의 정확한 개념은 무엇일까요? 

mRNA를 알기 위해서는 먼저 DNA와 RNA에 대해 알아야 하는데요. 흔히 알고 있듯 DNA는 개개인마다 다른, 고유의 유전 정보를 담고 있습니다.

우리 몸에 필요한 단백질을 만들기 위해 누군가는 DNA가 지령한 유전 정보를 ‘해석’하여 단백질을 만드는 곳에 ‘전달’해야 하는데요! 그 역할을 바로 RNA가 하는 것이랍니다. 

RNA의 종류에 따라 그 역할이 다르지만, mRNA는 DNA에 담긴 유전 정보를 전달하는 전령역할을 하여 ‘메신저 RNA(messenger RNA)’라고 부릅니다.

이러한 mRNA가 주목받는 이유는 ‘유전자 전달체’ 역할을 하는 만큼 어떤 유전자든지 우리 몸으로 전달할 수 있어 우리 몸에 필요한 유전자를 도입하는 ‘유전자 치료’가 가능하기 때문입니다. 이는 의학과 생명공학에 광범위한 영향을 미칠 것으로 전망됩니다. 

또한, mRNA는 설계와 생산이 쉽고 빠르기 때문에 플랫폼만 잘 갖추어 놓는다면 희귀질환, 대사 및 신경 질환 등 여러 질병에 대한 치료제 개발에 응용이 가능합니다.

‘mRNA’의 특성

mRNA는 코로나19 백신으로 큰 관심을 끌기 시작했습니다. 대표적으로 우리가 잘 알고 있는 화이자와 모더나가 mRNA 백신이죠! 

하지만 사실 mRNA는 코로나19 백신에 국한되지 않습니다. 이미 코로나19 이전부터 암을 타깃으로 mRNA 백신 개발이 진행되고 있었는데요. 코로나19의 급습으로 1년도 채 되지 않아 긴급 사용을 위한 개발이 승인됐고, 개발에 성공하자 mRNA 기반 의약품에 대한 관심도 함께 높아진 것입니다.

mRNA가 코로나19 백신은 물론, 다양한 질환의 백신으로 주목받는 이유는 mRNA 고유의 특성에 있습니다. 

먼저, mRNA는 신속하고 유연합니다. 병원체의 유전 정보만 알면 mRNA를 빠르게 설계하고 생산해 암과 감염성 질병의 백신으로 사용할 수 있습니다.

또한, 다른 백신 플랫폼에 비해 생산이 간단하고 제조가 유연해 빠른 임상 개발이 가능합니다. 신종 병원체가 등장한다고 하더라도 유전자 정보만 알면 한 달 이내에 백신을 만들어 임상시험에 들어갈 수 있죠. 또 다른 특성은 면역원성입니다. mRNA는 바이러스 벡터에 대한 기존의 면역 반응과 같은 부작용이 없고 세포성 면역과 체액성 면역 모두를 유도합니다. 

다만, mRNA는 기존 백신에 비해 초저온 냉동 콜드체인이 필요해 비용이 많이 들고, 따라서 덥고 관련 시설이 미비한 아프리카 지역에는 보급이 어려운 한계가 있습니다.

mRNA 전달체로 주목받는 ‘지질나노입자(LNP) 기술’은?

mRNA는 DNA의 유전 정보를 세포질 속에서 단백질을 합성하는 기관으로 전달하는 역할을 합니다. 이러한 mRNA의 역할은 RNA 백신에도 적용되는데요. RNA 백신에서 mRNA는 세포 안으로 들어간 후에, 질병에 대한 면역반응을 일으키는 항원(바이러스 단백질)을 생성할 수 있습니다.

이때 mRNA가 세포 속에 안착해 제 기능을 발휘하기 위해서는 두 가지 문제를 해결해야 합니다. 

첫 번째는 선천성 면역반응입니다. 우리 몸에 외래 RNA가 주입되면 그 유전자의 mRNA를 분해해 유전자 발현을 억제하는데요. 우리 몸이 mRNA를 침입자로 인식하고 자신을 보호하기 위해 나타나는 현상입니다.

두 번째는 RNA의 불안정성입니다. mRNA는 세포 안으로 들어가야 항원(바이러스 단백질)을 만들 수 있습니다. 그런데 RNA는 분자의 크기가 커서 그 상태로는 세포 안으로 들어갈 수 없고, 세포 밖에서 분해되고 맙니다. 

과학계는 이 문제들을 해결하기 위해 지속적으로 노력해 왔는데요. 그 결과 지질나노입자(LNP, Lipid Nano Particle) 기술을 개발했습니다! 지질나노입자는 mRNA를 생체에 주입했을 때의 선천성 면역반응과 RNA 불안정성을 극복하고, mRNA를 표적 조직과 세포로 안전하게 이동시켜주는 전달 시스템으로 미래 유망 제제기술로 주목받고 있습니다.

지질나노입자는 기본적으로 mRNA를 보호하고 이들이 세포 내부로 미끄러져 들어갈 수 있도록 하는 작은 지방 덩어리입니다. 이온화지질(인지질)과 콜레스테롤, 폴리에틸렌 글리콜을 가지고 있죠.

▲이온화지질(인지질)은 mRNA가 세포를 둘러싸고 있는 막을 쉽게 통과하는 역할을 담당합니다. ▲콜레스테롤은 입자 모양을 유지하고 세포 내의 내용물을 구성하고 있는 세포질로 RNA를 전달하는 역할을 담당합니다. ▲폴리에틸렌 글리콜은 세포 내로 안전하게 전달된 지질나노입자가 체내에 장기간 머물 수 있도록 도와주는 역할을 담당합니다.

지질나노입자는 지름 100 nm(나노미터) 정도로 바이러스 입자와 크기가 비슷하고, mRNA 분자를 감싸 체내의 면역반응과 mRNA 자체의 불안정성으로부터 mRNA 분자를 지켜내 세포 내에서 제 능력을 발휘할 수 있도록 도움을 줍니다.

대웅제약이 미래 유망 제제 기술로 Pick!한 ‘지질나노입자(LNP)’ 기술 개발 현황

대웅제약은 이러한 지질나노입자 기술의 성장 잠재력에 주목하고 지질나노입자 기술을 미래 유망 제제기술로 선정해 집중투자 하고 있습니다.

오픈 콜라보레이션을 통해 이미 선행 연구로 기술성을 입증했거나 새로운 기술을 보유한 업체와 적극적으로 협업해 지질나노입자 기술 연구를 활발하게 진행 중인데요!

유전자 치료 대상 적응증 확대를 위해 ‘선택적 장기 표적형’ LNP 기술 개발을 통해 ▲특정 기관 (ex. 폐, 뇌)의 표적이 가능한 제형 개발 ▲다양한 투여경로 (ex. 경구투여, 안구주사)의 적용이 가능한 제형 개발 ▲운송 및 보관에 용이한 제형 개발 등을 진행하고 있습니다.

오늘은 전 세계적으로 mRNA 백신과 치료제 개발이 주목받으면서 핵심 기반이 되는 지질나노입자 기술에 대해 알아봤습니다. 

대웅제약은 장기적으로 지질나노입자 기술에 집중적으로 투자하며 2030년까지 글로벌 제제 성과를 고도화할 계획을 가지고 있습니다. 지질나노입자 기술 개발을 향한 대웅제약의 도전에 많은 관심과 응원 부탁드립니다!