지노믹트리는 중추신경계(CNS)로 mRNA를 전달할 수 있는 LNP 플랫폼 기술을 개발해 특허를 출원했으며, 관련 연구논문이 국제학술지 ‘ACS 머티리얼스 레터스’(ACS Materials Letters)에 최종 게재 승인됐다고 15일 밝혔다.
LNP는 mRNA를 체내에서 보호하고 세포까지 전달하는 운반체다. 정맥으로 투여되는 기존 LNP는 주로 간에 축적되는 특성이 있어 간 이외의 조직으로 mRNA를 전달하는 데 한계가 있다. 특히 뇌와 척수는 혈액뇌장벽(BBB)과 혈액척수장벽(BSCB)이 존재해 전신 투여 방식으로 치료물질을 전달하기 어려운 조직으로 꼽힌다.
이를 해결하기 위해 항체나 펩타이드 같은 표적 리간드를 LNP 표면에 붙이는 방식이 연구되고 있지만 제형과 제조공정이 복잡해질 수 있다. 지노믹트리는 별도의 표적 리간드를 추가하는 대신 LNP를 구성하는 지질의 종류와 함량을 조절하는 방식을 택했다.
지노믹트리 연구진은 앞서 기존 LNP의 주요 구성성분인 콜레스테롤을 대신해 진세노사이드의 핵심 구조 성분인 프로토파낙사디올(PPD) 또는 진세노사이드 Rg2를 적용한 LNP 조성을 개발해 특허를 출원했다. 이번 연구에서는 여기에 세포막을 구성하는 인지질의 일종인 포스파티딜세린(PS)을 추가하고 PS 함량에 따라 mRNA 전달 위치와 발현 정도가 어떻게 달라지는지 평가했다.
연구 결과 낮은 함량의 PS를 포함한 LNP는 중추신경계 관련 세포에서 mRNA 전달과 발현이 증가했다. 연구진이 발광효소인 루시퍼레이스(Luc)를 만드는 mRNA를 LNP에 탑재해 마우스에 정맥투여한 결과, PS가 포함된 LNP 투여군은 PS가 없는 대조군보다 뇌와 척수에서 높은 Luc 발현을 보였다.
적출한 뇌와 척수 조직에서도 Luc 발현이 확인됐다. 회사는 이를 전신 투여한 LNP가 중추신경계 조직에 도달하는 데 그치지 않고, LNP에 실린 mRNA가 실제 단백질로 번역되는 ‘기능적 발현’이 이뤄졌음을 보여주는 결과라고 설명했다.
PS 함량에 따라 LNP가 향하는 조직에도 차이가 나타났다. PS 함량을 1몰%(mol%)에서 4몰%로 높이자 뇌에서의 mRNA 발현은 감소하고 비장에서는 증가했다. 1몰% PS-PPD-LNP는 4몰% 제형과 비교해 뇌에서 약 1.45배 높은 Luc 발현을 보인 반면, 4몰% 제형은 비장에서 약 1.9배 높은 발현을 나타냈다.
연구진은 낮은 PS 함량에서 나타난 뇌·척수 전달 특성을 중추신경계 질환용 mRNA 치료제 개발에 활용할 가능성을 추가로 연구할 계획이다. 높은 PS 함량에서 나타난 비장·림프계 조직 지향성은 면역세포로 mRNA를 전달하는 항암백신이나 면역치료제 분야에 활용할 수 있을 것으로 보고 있다.
다만 이번 연구는 마우스 등을 이용한 비임상 단계 연구다. 실제 중추신경계 질환 치료에 활용하기 위해서는 LNP가 중추신경계로 전달되는 경로와 작동 기전을 규명하고 치료용 mRNA를 탑재한 뒤 질환 모델에서 치료 효능을 확인하는 후속 연구가 필요하다.
안성환 지노믹트리 대표는 “LNP의 지질 조성을 설계함으로써 별도의 표적 리간드 없이 전신 투여 후 뇌와 척수에서 기능적인 mRNA 발현을 유도할 가능성을 확인했다”며 “PS 함량에 따라 중추신경계와 비장·림프계 조직에서 서로 다른 분포 특성이 나타난다는 점도 확인했다”고 말했다.
이어 “향후 중추신경계 전달 경로와 작동 기전을 구체적으로 규명하고 치료용 mRNA와 항암 면역치료용 mRNA를 적용한 효능 연구를 진행할 계획”이라고 덧붙였다.
지노믹트리 전경 (사진=지노믹트리)
