나이벡은 18일 서울대 치의학대학원, 질병관리청 국립보건연구원 백신연구센터와 공동으로 수행한 차세대 펩타이드 기반 mRNA 약물전달 플랫폼 '펩타델(PEPTARDEL)'의 연구 결과가 국제학술지 '바이오머티리얼즈(Biomaterials, IF13.6)'에 게재했다고 밝혔다.

최근 mRNA 기술은 감염병 백신을 넘어 항암백신과 면역치료제, 희귀질환 치료제 등 다양한 분야로 활용 범위가 확대되고 있다. 다만 mRNA는 체내에서 쉽게 분해되고 세포막을 통과하기도 어려워, 이를 보호하고 원하는 조직까지 전달하는 전달체가 필수적이다.

현재 가장 널리 사용되는 지질나노입자(LNP)는 높은 전달 효율에도 불구하고 세포 선택성이 낮아 간 등 비표적 조직에서 mRNA가 발현될 수 있으며, 발현 지속기간이 상대적으로 짧다는 한계도 있다.

이를 극복하기 위해 연구진은 모듈형 펩타이드 나노 복합체(Peptide Nanocomplex)를 개발했다. 이 복합체는 RNA 결합 펩타이드(RBP), 전하 조절 물질(PGA), 항원제시세포(APC)를 표적하는 세포 투과 펩타이드(A-CPP)를 조합한 것으로, 면역반응이 시작되는 배액 림프절과 항원제시세포에 mRNA를 선택적으로 전달한다.

연구진은 세포기반 파지 디스플레이를 통해 면역세포에 결합하는 신규 펩타이드를 발굴한 뒤, AI 기반 단백질 구조 예측과 분자 도킹 분석을 진행했다. 이를 통해 신규 면역세포 표적 펩타이드가 CCR7 수용체와 결합할 가능성을 확인하고 림프절 표적 전달 전략을 제시했다.

동물 연구에서 기존 LNP는 주사 부위와 간에서 강한 발현 신호가 관찰된 반면 펩타이드 나노 복합체는 주사 부위와 배액 림프절에 국소적으로 분포했다. mRNA 발현 유지 기간도 늘어났다. LNP의 mRNA 발현은 48시간 이내에 크게 감소한 데 비해 펩타이드 나노 복합체는 최대 7일까지 발현을 유지했다.

SARS-CoV-2 스파이크 mRNA 백신 모델에서는 LNP와 유사한 수준의 중화항체를 유도했으며, CD8+ T세포 면역반응은 더욱 향상된 것으로 확인됐다. 반복 고용량 투여에서도 간·신장 기능 관련 혈청 지표에 유의한 독성이 관찰되지 않아 안전성도 입증했다.

연구진은 "이번 연구를 통해 펩타이드 기반 전달 플랫폼이 기존 LNP를 보완할 수 있는 새로운 약물전달 플랫폼(DDS)이 될 가능성을 확인"했다며 "감염병 백신뿐 아니라 항암백신과 mRNA, siRNA, ASO 등 다양한 유전자 치료제로 확장 가능할 것"으로 전망했다.

정종평 나이벡 대표는 "이번 연구는 펩타이드 기반 전달 플랫폼이 기존 LNP 기반 전달체의 한계를 보완할 수 있는 새로운 접근법이 될 수 있음을 확인한 성과"라며 "펩타이드 플랫폼 기술을 지속적으로 고도화해 mRNA 기반 치료제는 물론 다양한 약물전달 분야로 연구개발과 사업화를 확대해 나가겠다"고 강조했다.