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COVID-19 pandemic 을 해결하기 위한 새로운 방법으로 mRNA technology 를 기반으로 하는 새로운 백신이 개발되었습니다.





mRNA Vaccines

비활성화된 바이러스를 체내에 주입하는 기존 백신과 달리 mRNA 백신은 모든 세포의 중요한 구성 요소인 mRNA를 사용합니다. mRNA는 항원 생산과 같은 단백질 합성을 가능하게 하는 핵심 분자입니다. mRNA 백신은 백신에 의해 신체에 도입된 이러한 무해한 항원을 활용하여 자연 면역 반응을 유발하고 바이러스에 대한 특정 항체를 생성합니다. 일반 대중에게는 생소하지만, 사실 mRNA 기술은 질병 치료를 위해 수십 년 동안 연구되어왔던 기술입니다. 그러다 COVID-19 대유행이 닥치자 이에 대한 새로운 mRNA 백신이 무서운 속도로 개발된 것입니다.

So, what's next for this breakthrough technology?

mRNA 기술은 새로운 임상시험과 백신 개발에 실질적인 진전을 이루도록 하였으며 현재 빠르게 진행되고 있습니다. mRNA 연구 선구자인 Drew Weissman 박사는 “전염병 외에도 mRNA 기술은 단백질 대체 요법, 면역 요법, 암 치료, 맞춤형 암 백신, 유전 질환 및 기타 약물 개발의 미래가 될 수 있습니다.” 라고 이야기 하고 있습니다

New Developments in Vaccines

백신 분야에서 현재 새로운 연구들이 이루어지고 있습니다. 예일대 연구진은 RNA 기술을 사용하여 말라리아에 대한 새로운 백신 특허를 획득하였습니다. 이 말라리아 백신은 PMIF(Plasmodium Macrophage Migration Inhibitory Factor) 단백질을 이용하여 말라리아에 대해 오랜 기간 면역성을 유지할 수 있도록 설계되었습니다.

일리노이스 대학에서는 Dengue Fever 에 대한 mRNA 백신 개발을 진행하고 있습니다.

지난 30여년동안 개발되지 못했던 HIV 백신에 대한 연구가 mRNA 기술을 이용하여 진행중에 있으며 현재 임상1상 연구가 진행되고 있습니다. 화이자, 바이오엔텍 회사들은 COVID-19 이전에 이미 계절독감에 대한 mRNA 백신 개발을 진행해 오고 있습니다.

Cancer Therapy

암 분야에서는 외래 단백질을 이용한 면역반응 유도가 아닌 환자의 암세포가 자신의 면역시스템에 의해 잘 식별되도록 하는 방향으로 mRNA 기술이 이용되고 있습니다.

mRNA 가 환자 세포가 특정 단백질을 만들어 내도록 유도하고 그 단백질이 면역시스템을 유도하여 인체내 암세포를 찾아내어 공격할 수 있도록 하는 임상연구가 수십 건 진행되고 있습니다.

Gene Therapy

백신개발과 달리 Gene Therapy 에 사용되는 mRNA 기술은 mRNA 의 gene-editing 능력을 CRISPR기술과 함께 사용하여 비정상적 유전자를 deletion 또는 correction 하는 방향으로 사용되고 있습니다.

예를 들어 우리에게 친숙한 transthyretin amyloidosis 질병 치료에서 mRNA 가 간에서 작용하여 비정상적인 transthyretin (TTR) 단백질이 생성되는 것을 차단하게 한다.

The Role of LNP Technology in mRNA Technology

mRNA 기술의 이러한 성과의 핵심에는 LNP (Lipid Nanoparticle) 가 있다.

DNA, RNA 의 강력한 Delivery Platform 인 LNP 는 세포와 유사한 fat layer 로 구성되어 가지고 있는 RNA 를 세포내로 효율적으로 들어갈 수 있도록 하여 줍니다. 결국 LNP 기술은 target 으로 mRNA 를 운반하여 mRNA 를 세포안으로 보내주는 기술로서 이 LNP 기술이 없었다면 mRNA 기술도 존재하지 않았을 것이다.

Microfluidizer Technology for solvent-free LNP

Microfluidizer® 기술은 solvent-free LNP 제조에 가장 검증이 잘 된 우수한 기술입니다.

Microfluidizer® Processor 는 원하는 입자를 아주 미세하게 만들 수 있으며 또한 입자크기 분포도 매우 균일하게 만들 수 있습니다. Microfluidizer 핵심 장치인 Interaction chamber 내부를 물질이 통과할 때 발생하는 엄청나게 강력한 분산에너지 (ultra shear rate) 에 의해 빠른 시간에 저렴한 비용으로 LNP 를 제조할 수 있습니다.

제조된 LNP 는 대개 solvent 를 포함하고 있어 LNP 로부터 solvent 를 제거하는 공정이 별도로 필요합니다. 그러나 Microfluidizer 기술을 사용하면 solvent-free LNP 를 제조할 수 있어 매우 편리합니다.

Microfluidizer Processor 는 바이오 제약 기업들이 가장 필요로 하는 까다로운 cGMP 조건을 완벽히 지원합니다.

실험용 Microfluidizer 장비에서 사용했던 조건을 생산용 Microfluidizer 장비에서 그대로 사용하여도 동일한 결과의 제품을 생산할 수 있습니다. 한국 실험실에서 사용하던 실험 조건을 미국에서 어떤 Microfluidizer 장비에서 사용하여도 동일한 결과를 구할 수 있습니다. 그러므로 mRNA 기술 구현에는 Microfluidizer 장비가 최고의 도구라고 할 수 있습니다.


Microfluidizer - Linier Scale Up


References

FDA approves COVID-19 mRNA vaccine that uses fundamental Penn technology
COVID-19 mRNA Vaccine that Uses Fundamental Penn Technology Receives FDA Approval
Yale lab develops revolutionary RNA vaccine for malaria
Beyond COVID, the Future of mRNA Is Bright | Discover Magazine
Clinical trials begin for three mRNA HIV vaccines
How mRNA Technology Could Change the World - The Atlantic
A universal flu vaccine may be the next big mRNA breakthrough for Moderna, Pfizer
mRNA Is Capable of Providing Solutions Far Beyond Vaccines
MRNA's Next Chapter Has Nothing to Do With COVID-19 Vaccines
Solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers as novel drug delivery systems: applications, advantages and disadvantages
How mRNA Vaccines Could Prevent or Eliminate Infectious Diseases Beyond COVID-19
mRNA technology promises to revolutionize future vaccines and treatments for cancer, infectious diseases | AAMC
Drew Weissman, father of revolutionary COVID-19 mRNA vaccine, sets next target: Cancer, other viral diseases | Special-reports - Gulf News











 
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