2024-05-14  

A lipid nanoparticle platform incorporating trehalose glycolipid for exceptional mRNA vaccine safety 

□ mRNA 백신은 COVID-19 팬데믹 동안 Pfizer-BioNTech와 Moderna 백신 개발 성공으로 mRNA 백신 기술의 발전과 신속한 개발 가능성을 확인함

 ○ 그러나, 심근염, 아나필락시스, 심막염 등의 부작용에 대한 우려도 제기됨

 ○ 본 연구에서는 이온화 가능한 지질의 위험을 줄이기 위해 트레할로스 당지질(trehalose glycolipid)을 포함하는 새로운 지질 나노입자(LNP) 플랫폼인 LNP S050L을 조사함

   - LNP S050L은 루시퍼레이즈 리포터 유전자(luciferase reporter gene)를 인코딩하는 mRNA를 캡슐화하며,

   - 기존 LNP와 비교하여 장기 독성이 현저하게 감소하면서도 유전자 발현과 면역 효율성을 유지함

□ 연구 결과

 ○ 이온화 가능한 지질의 일부를 트레할로스 당지질로 대체하여 mRNA 발현 및 면역 반응의 높은 효능 유지

   - 기존 LNP에 비해 심장과 간의 독성 감소

   - LNP S050L 내 캡슐화된 mRNA는 림프절과 비장에서 검출됨

 ○ LNP S050L은 기존 LNP와 비교하여 mRNA 전달 효율성을 유지하면서도 장기독성(organ toxicity)을 줄임

   - 트레할로스 당지질의 비율을 최적화하여 가장 높은 발현 효율을 얻음

 ○ LNP S050L과 기존 LNP는 유사한 크기, PDI, 제타 전위(zeta potential), 캡슐화 효율 및 pKa 값을 보였음

   - 그러나 LNP S050L은 더 밀집되고 장거리 규칙적인 구조를 나타냄

   - LNP S050L의 구조적 특성은 안정적인 mRNA 캡슐화와 관련이 있으며, 효율적인 mRNA 전달을 가능하게 함

 ○ LNP S050L로 구성된 mRNA는 주사 부위 최고 발현 후, 비장과 림프절로 이동함

   - 근육 내 주사 후 LNP S050L는 간과 비장에서 주요하게 발견됨

   - 근육 내 주사 및 정맥 주사 모두에서 mRNA 백신 전달 플랫폼으로서 잠재력이 확인됨

 ○ LNP S050L는 Con-LNP와 비교하여 주요 장기에 대한 독성이 감소함

   - Con-LNP로 면역화된 그룹에서는 심막 석회화가 관찰된 반면, LNP S050L 그룹에서는 관찰되지 않음

   - 트레할로스 당지질을 포함하는 LNP는 기존 LNP에 비해 독성이 낮고, 임상적으로 더 안전한 mRNA 백신 개발에 기여할 수 있음

 ○ LNP S050L는 심장, 비장 및 간 조직에서 Con-LNP에 비해 덜 심각한 조직 병리학적 변화를 보임

   - LNP S050L의 조직 보호 효과는 트레할로스 당지질의 유익한 특성 덕분이며, LNP의 독성을 줄이는 데 중요한 역할을 함

 ○ LNP S050L로 면역화된 쥐는 Con-LNP로 면역화된 쥐와 유사한 수준의 IgG1 및 IgG2a 항체 반응을 보이며, 세포 매개 면역 반응도 유사하게 유도됨

   - LNP S050L는 효과적인 면역 반응을 유도하면서도 독성을 줄이는 데 성공함

   - 안전하고 효과적인 mRNA 백신 개발에 중요한 시사점을 제공함

□ 본 연구는 트레할로스 당지질을 포함한 새로운 LNP 플랫폼을 개발하여 mRNA 백신 전달의 효율성과 안전성을 평가함

 ○ 트레할로스 당지질을 사용한 LNP는 기존 LNP보다 부작용을 줄이면서 강력한 면역 반응 유도 가능, 임상적으로 더 안전한 mRNA 백신 개발에 기여할 수 있음을 시사함 

 ○ 본 LNP 플랫폼은 전염병, 암 면역치료, 개인 맞춤형 의학 등 다양한 분야에서 안전하고 효과적인 mRNA 백신 개발에 기여할 수 있는 잠재력을 가짐

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