펩타이드 융합 바이오 전문기업 나이벡이 mRNA(메신저 리보핵산)와 siRNA(짧은간섭 리보핵산)에 광범위하게 적용할 수 있는 '올리고뉴클레오타이드' 전달 및 응용 기술 개발을 완료하고 특허를 출원했다고 24일 밝혔다. 올리고뉴클레오타이드는 유전자 검사와 치료제 개발 등에 사용되는 '합성 DNA와 RNA 분자'를 지칭하는 용어다.

mRNA와 siRNA는 암, 자가면역질환과 감염성 질환을 유발하는 유전자를 제어하기 위한 치료제로 개발되고 있다. 최근 코로나 19 바이러스의 스파이크 단백질을 코딩하는 유전자를 mRNA 형태로 주입해 면역반응을 일으키는 mRNA 적용 백신이 FDA 승인을 받으면서 글로벌 제약사들이 주목하고 있는 분야가 바로 mRNA 응용 기술이다.

지금까지 mRNA와 siRNA는 인체에 들어가면 '뉴클레아제'에 의해 빠르게 분해됐기 때문에 원하는 치료 부위로 타겟팅해 도달할 수 없었다. 타겟팅 부위로 도달하더라도 세포를 뚫고 들어가 내부에서 작용해야 효과가 있는데 mRNA와 siRNA는 분자 크기가 커 세포막을 투과하지 못하기 때문에 효능도 크지 않다는 문제가 있었다.

이러한 단점을 극복하기 위해 지금까지 siRNA와 mRNA 전달에 지질나노입자(LNP)가 주로 사용됐다. 하지만, LNP는 고용량으로 사용할 경우 간독성이 발생할 뿐 아니라 치료 부위로의 전달 효율이 떨어진다는 점이 문제로 지적 받아왔다.

나이벡은 이번에 특허를 출원한 ‘NIPEP-TPP가 적용된 유전자 약물 전달체’ 기술을 통해 LNP의 문제점을 모두 해결하는 데 성공했다. 이미 나이벡은 종양치료 목적으로 siRNA를 전달하기 위한 NIPEP-TPP기반의 전달체가 있었으며, 이에 대한 특허를 보유중이었다. 이번에 mRNA를 전달하기 위해 도입된 화합물이 종양에서의 치료효과를 내는데 효과적임을 입증 받아 추가로 신규 특허 출원했다고 회사측은 설명했다.

나이벡 관계자는 "mRNA 전달을 위한 NIPEP-TPP 기술은 설계할 때 siRNA 전달용에는 없는 '소수성(疏水性) 부분'과 'RNA결합 부분'을 추가로 도입했다"며 "이로 인해 mRNA 전달용 NIPEP-TPP는 LNP 대비 크기가 큰 mRNA와도 안정적으로 결합, 압축할 수 있는 기술이 부여돼 장기간 안정적인 나노입자를 유지한다는 사실을 확인했다"고 말했다.

그는 이어 "mRNA가 포함된 NIPEP-TPP 수송체 미립자를 세포에 적용했을 때 mRNA의 세포내 전달이 확연히 증가되었고, 증가된 mRNA에 의해 코딩된 단백질의 발현이 증가되었음을 검증했는데, 이는 치료 물질을 세포 내부로 투과할 수 있다는 것을 의미한다"며 "NIPEP-TPP에는 타겟팅 기능이 있어서 원하는 암 조직과 같은 병소에 정확히 도달해 세포 내부로 치료 물질을 투과할 수 있어 부작용이 없을 뿐 아니라 효능이 뛰어나 현재 대량생산 공정개발도 진행중”이라고 덧붙였다.

NIPEP-TPP는 이미 독성 시험에서 안정성이 입증됐기 때문에 LNP에 의해 유발되는 간독성이나, LNP에 도입된 폴리에틸렌글라이콜(PEG)에 의한 아나필락시스 반응과 알레르기 반응 등의 문제가 없다는 것이 회사 측 설명이다.

나이벡 관계자는 “유전자 전달체 관련 연구개발은 올해 1월 JP Morgan 연구발표를 통해 글로벌 제약사들의 주목을 받은 이후 보다 활발한 연구가 진행 중으로 이번 특허 출원을 통해 나이벡의 유전자 약물전달 관련 연구개발 역량을 대외적으로 보여줄 수 있게 됐다”며 “글로벌 제약사와 바이오텍 회사와 공동연구 등을 논의하고 있어 기술이전 등의 가시화된 성과를 낼 것으로 기대한다 ”고 강조했다.