mRNA 기술, 바이오의약품 시장의 혁신

안녕하세요. 바이오길라잡이입니다.

오늘 글에서는 mRNA 기술에 대해서 적어보려고 합니다. mRNA는 팬데믹 상황에서 워낙 많은 사람들의 관심을 받았기 때문에 모르시는 분들은 없을 거라고 생각합니다. 하지만, 왜 mRNA를 활용한 바이오의약품이 좋은 기술인지, 왜 mRNA가 바이오의약품 시장의 또 다른 혁신적인 기술인지를 잘 모르시는 분들이 많은 것 같아 관련돼서 설명해 보도록 하겠습니다.

 

mRNA 분자

 

1. 단백질을 생성할 수 있도록 준비된 상태의 분자

mRNA는 세포 내에서 직접 단백질을 합성하도록 만듭니다. 예를 들어, mRNA 백신에서 바이러스의 특정 부분 (코로나바이러스의 스파이크 단백질과 같은)을 세포가 직접 만들게 하여 면역 반응을 유도하는 역할을 합니다. DNA 유전자를 사용하는 유전자치료제의 경우 DNA는 바로 단백질을 만들 수 없으므로, 이런 면에서 mRNA가 더 시간적인 부분이나 공정의 단순화에도 기여할 수 있는 부분이 많습니다.

 

2. 세포 내의 핵까지 전달될 필요가 없다.

DNA를 주로 사용하는 유전자치료제의 경우, 치료제의 특성상 DNA는 세포 내 '핵'이라고 하는 기관으로 들어가서 세포의 유전자에 끼어들어가고, 이 유전자를 세포가 본인 것으로 인식하여 전사, 번역을 통해 단백질을 만들어 줍니다. 하지만 혹여나 세포 DNA에 잘못 삽입되거나, 기능적으로 문제가 되는 부위에 삽입되면 심각한 부작용이나 안정성에 영향을 줄 수 있습니다. 하지만 mRNA의 경우에는 세포 내 핵이 아니라, 세포질 즉 '핵' 바깥의 공간에서 작용하게 되기 때문에 안정성 측면에서 매우 효과적이라고 할 수 있습니다.

 

3. 빠른 개발 및 생산

mRNA 기술을 이용한 백신 생산에서도 확인할 수 있듯이 기존의 치료제 개발 방식보다 더 빠른 시간 안에 의약품을 개발할 수 있다는 장점이 있습니다. 특히 감염병 발생 시, 바이러스나 병을 일으키는 병원균의 유전자 순서만 빠르게 분석이 된다면 치료제 혹은 백신 생산을 통한 빠른 대응이 가능합니다.

4. 다양한 Application에 적용 가능한 유연성

많은 사람들이 mRNA는 백신을 만드는데만 적용된다고 생각하시는 분들이 매우 많습니다. 하지만 mRNA 기술은 백신에 한정되어 사용할 수 있는 기술이 아니라 바이오의약품 전반적으로 다 사용할 수 있는 기술이라고 할 수 있습니다. 사실 최근에 백신에 대한 관심도가 많이 떨어진 것도 사실입니다. 그렇기 때문에 mRNA 기술을 통한 바이오의약품을 개발하는 기업들의 경우 mRNA 치료제를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 물론 아직 우리나라의 바이오의약품 시장에서는 큰 가시적인 성과나, 큰 투자를 통한 개발을 하는 곳은 거의 없습니다. 그렇기 때문에 오히려 반대로 생각해 보면 mRNA 기술을 활용한 바이오의약품 개발 분야는 블루오션이라고 할 수 있습니다. 반면, 비용적인 부분이나 기술적인 부분에 있어서 글로벌 선두 기업들이 이미 특허를 통해 방어를 하고 있어 개발이 쉽지 않다는 부분도 분명히 있습니다.

 

5. mRNA의 전달방법의 혁신적인 기술 LNP (Lipid NanoParticle)

유전자를 활용한 바이오의약품에서는 가장 중요한 것은 어떻게 이러한 유전자들을 인체 내로 안전하게 전달하는 것입니다. 일반적인 유전자치료제의 경우 바이러스를 활용한 방법을 이용하였고, mRNA의 경우 뉴스나 매체를 통해서 많이 들으신 LNP를 활용하여 전달하게 됩니다. LNP는 쉽게 이야기하면 mRNA 겉면에 Lipid(지질)이라고 불리는 복합체를 코팅하는 것입니다. 이 Lipid(지질)은 세포와 잘 접촉하여 컨택할 수 있게 해 주고, mRNA가 세포 내로 잘 들어갈 수 있도록 해주는 역할을 하는 물질입니다. 일반적으로 유전자치료제는 바이러스에 목표하는 DNA를 넣어 만들고, 이것을 대량생산하기 위해서 세포에 감염시키고 생산하고, 정제하여 최종 의약품을 만드는 반면, mRNA는 IVT(Invitro Transcription)을 통해 DNA에서 mRNA로 전환하는 작업을 통해 생산하면 LNP 코팅을 위한 mixing 과정과 같은 간단한 공정을 통해서 최종 의약품으로써의 모양을 갖출 수가 있습니다. 기존의 유전자치료제에 비해서 공정적으로 간단하고, 전달하기 위한 수단이 매우 단축되었다고 할 수 있습니다. 하지만 위에서도 이야기한 것과 같이, LNP의 조합에 대해서도 이미 글로벌 선두 기업들이 특허를 통해 방어를 하고 있어서 기업들은 이러한 특허를 피하면서 안전하게 mRNA를 전달할 수 있는 기술개발이 필요한 상황입니다.

 

오늘은 mRNA 기술이 현재 유전자치료제보다 어떤 점이 좋고, 왜 이 기술이 차세대 바이오의약품 시장의 또 하나의 트렌드를 몰고 올 수 있는 강력한 기술인지에 대해서 적어보았습니다. 다소 어려운 용어들이 나오기 때문에 비전공자분들이 보시기에 어려울 수 있을 것 같습니다. 하지만 깊게 알기보다는 오늘 글에서는 앞으로 mRNA 기술을 통한 여러 의약품이 개발될 예정이라는 것 정도만 파악하고 계셔도 좋을 것 같네요!