KAIST, 기존보다 26배 효과적인 폐질환 흡입치료 가능성 제시

[이데일리 강민구 기자] 한국과학기술원(KAIST) 연구진이 전령 RNA(mRNA) 백신용 전달체가 가지고 있는 한계점을 극복해 호흡기 바이러스나 난치성 폐질환에 활용할 가능성을 제시했다.

KAIST 바이오및뇌공학과 장민철 박사과정(왼쪽)과 박지호 교수(오른쪽).(사진=KAIST)

KAIST는 박지호 바이오뇌공학과 교수 연구팀이 유전자 폐 치료에 최적화된 나노 전달체를 개발했다고 7일 밝혔다.

연구팀은 기존 mRNA 전달을 위해 활용되던 지질나노입자(LNP)의 에어로졸화 과정에서의 불안정성과 폐 미세환경에서의 낮은 전달 효율을 해결하기 위해 이온화성 지질나노복합체(iLPX)를 개발했다.

iLPX는 이온화성 리포좀의 외부에 mRNA를 결합한 형태이다. 에어로졸화 과정에서 입자의 구조를 유지하기 때문에 흡입 전달에 좋다. 폐 미세환경 내에서 폐계면활성제와 상호작용을 유도해 호흡 운동을 활용, mRNA를 높은 효율로 폐 세포 내로 전달할 수 있다.

연구팀은 다차원 선별 과정을 통해 iLPX의 구성 요소들을 최적화하고, 흡입용 mRNA 전달체를 완성했다.

연구팀은 에어로졸화 전후의 입자 크기, 균일도, mRNA 탑재율을 비교해 이 전달체의 에어로졸화 안정성을 증명했다. 실험쥐를 통해 기존 보다 26배 높은 단백질 발현이 유도됐다.

특히 이 전달체가 폐 특이적으로 단백질을 발현시키며, 폐포 상피세포와 기관지 상피세포에서 mRNA를 효과적으로 전달하는 것으로 나타났다.

박 교수는 “mRNA를 반드시 내부에 탑재해야 한다는 고정 관념을 깨고 새로운 구성의 입자를 제시해 흡입형 유전자 치료의 길을 열었다”며 “흡입형 유전자 전달체는 치료 단백질을 암호화하는 mRNA를 탑재해 폐질환에 적용돼 유전자 폐 치료의 적용 범위를 넓힐 것으로 기대된다”고 말했다.

연구 결과는 나노기술 분야 국제학술지 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’에 지난 달 3일자로 게재됐다.