한국형 mRNA 플랫폼 실용화를 위한 양이온성지질 제작 scale up 및 평가

초록

본 연구에서는 244-BC 이온화지질의 대량생산, 제형화, 물성 평가 및 생체 내 효능과 안전성을 종합적으로 분석하여 RNA 기반 치료제와 백신 개발에 활용 가능한 전달체로서의 가능성을 평가하였다. 244-BC 이온화지질은 대량생산 공정을 통해 총 25g의 고품질 제품이 성공적으로 제조되었으며, HPLC, ¹H NMR, LC/MS-TOF 분석을 통해 목표 화합물과 일치하는 구조와 순도(86.7%)를 확인하였다. 이러한 결과는 244-BC 이온화지질이 연구 및 제형화 과정에서 요구되는 품질 기준을 충족함을 입증하였다. 이를 기반으로 제조된 지질나노입자(LNP)는 높은 mRNA 봉입 효율(95%)과 균질한 입자 크기(75~76 nm, PDI 0.2 이하)를 보였으며, 제형화 및 장기 보관 안정성이 뛰어난 것으로 나타났다. 간독성 평가에서는 화이자와 모더나의 기존 상용 지질나노입자 제형과 비교했을 때, 244-BC 기반 LNP는 AST와 ALT 수치가 유의미하게 증가하지 않아 간독성이 낮음을 확인 하였다. 초기 면역원성 평가에서도 244-BC 기반 LNP는 SM-102 기반 제형보다 사이토카인(MCP-1, IL-6) 분비 수준이 낮아 상대적으로 완만한 면역 반응을 유발하였다. 이러한 특성은 244-BC가 면역 반응을 조절하는 전달체로서 적합할 가능성을 시사한다. 또한 RSV mRNA 백신 전달체로서 244-BC 기반 LNP는 양성 대조군 대비 약 3배 높은 중화능을 보여 우수한 백신 전달 효능을 입증하였다. 심장 면역독성 평가 결과에서는 SM-102 기반 제형 대비 조직 손상과 면역세포 침윤이 적은 것으로 나타났으나, 반복 투여 후 모든 제형에서 leukocyte 침투가 관찰되었다. 이는 반복 투여 시 면역 독성을 최소화하기 위한 추가 연구가 필요함을 보여준다. 본 연구를 통해 244-BC 기반 LNP는 낮은 독성과 높은 효율성을 바탕으로 RNA 치료제 및 백신 전달체로 활용될 가능성을 보여주었으며, 향후 반복 투여 독성 평가 및 다양한 질환 모델에서의 효능 검증 연구를 통해 임상 적용 가능성을 더욱 확대할 수 있을 것으로 기대된다.

This study comprehensively analyzed the large-scale production, formulation, physicochemical properties, and in vivo efficacy and safety of 244-BC ionizable lipids. A total of 25 g of high-quality 244-BC was successfully synthesized through optimized processes, with HPLC, ¹H NMR, and LC/MS-TOF analyses confirming the structure and purity (86.7%) of the target compound. Lipid nanoparticles (LNPs) formulated with 244-BC demonstrated high mRNA encapsulation efficiency (95%), uniform particle size (75–76 nm, PDI < 0.2), and excellent formulation and storage stability. Hepatotoxicity evaluation revealed no significant increase in AST and ALT levels compared to Pfizer or Moderna formulations, indicating low toxicity. Initial immunogenicity assessments showed that 244-BC-based LNPs elicited a milder immune response than SM-102 and demonstrated superior vaccine delivery efficacy, achieving a threefold increase in RSV mRNA vaccine neutralization compared to the positive control. Cardiac immunotoxicity evaluation revealed less tissue damage and immune cell infiltration for 244-BC-based LNPs compared to SM-102, although repeated administration led to detectable leukocyte infiltration, warranting further investigation. These findings suggest that 244-BC-based LNPs, with their low toxicity and high efficacy, hold great promise as delivery systems for RNA-based therapeutics and vaccines. Future studies should focus on evaluating repeated-dose toxicity and exploring their applications in various disease models.