GC녹십자가 온도나 산화, 물리적 흔들림 등에 노출됐을 때 mRNA 백신이 어떻게 변하는지 정밀하게 분석하는 기술을 구축했다.
GC녹십자는 mRNA-LNP 백신의 물리·화학적 안정성과 변화 양상을 분석한 연구 결과를 국제학술지 《Pharmaceutical Research》에 게재했다고 7일 밝혔다.
mRNA 백신은 특정 단백질을 만들도록 지시하는 유전정보인 mRNA를 지질나노입자(LNP)에 넣어 세포까지 전달한다. LNP는 쉽게 분해되는 mRNA를 감싸 보호하고 세포 안으로 운반하는 역할을 한다.
mRNA와 LNP는 온도나 산화 등 주변 환경의 영향을 받기 쉽다. 보관·유통 과정에서 mRNA가 손상되거나 LNP 구조가 변하면 백신의 품질과 기능에도 영향을 줄 수 있어 이를 정확히 찾아내는 분석 기술이 중요하다.
GC녹십자 연구진은 백신이 유통·보관·투여 과정에서 받을 수 있는 영향을 재현하기 위해 온도와 산화, 가수분해, 물리적 교반 등의 스트레스를 가하는 ‘가혹시험(Forced Degradation Study)’을 진행했다.
이후 mRNA의 순도와 손상 정도, LNP의 구조와 지질 성분이 어떻게 달라지는지 살폈다. 이런 변화가 세포에서 단백질을 만들어내는 능력과 어떤 관계가 있는지도 함께 분석했다.
이를 위해 액체크로마토그래피와 모세관 전기영동으로 mRNA의 순도와 손상 여부를 살폈다. LNP를 이루는 지질 성분의 변화는 초고성능 액체크로마토그래피로 측정하고, 극저온 투과전자현미경(Cryo-TEM)으로 나노입자의 형태를 관찰했다. 질량분석기(LC-MS/MS)를 이용해 미량의 분해산물과 불순물도 분석했다.
GC녹십자는 이번 연구를 통해 mRNA와 LNP의 물리·화학적 변화부터 단백질 발현까지 함께 평가할 수 있는 분석 체계를 갖췄다고 설명했다.
세계보건기구(WHO) 등은 mRNA 백신의 제조와 품질관리를 위한 규제 기준을 마련하고 있지만, mRNA-LNP가 비교적 새로운 기술인 만큼 세부 품질특성을 평가하는 분석법은 계속 정교해지고 있다.
회사는 이번 분석 기술을 현재 개발 중인 코로나19 mRNA 백신을 비롯해 다양한 mRNA 백신·치료제의 제조공정 최적화와 불순물 관리, 품질평가에 활용할 계획이다.
홍정운 GC녹십자 R&D QM Unit장은 “이번 연구는 품질 특성과 분해 메커니즘의 연관성을 분석하고 다양한 분석기법을 조합한 안정성 평가 전략의 활용 가능성을 제시했다”며 “향후 mRNA 기반 제품 상용화 때 품질 신뢰성을 확보하는 기준으로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.
