COVID-19에 대한 mRNA 백신의 개발은 RNA 기반 접근법의 잠재력을 보여주었고, 이 분야에 대한 상당한 열정과 투자를 불러일으켰습니다. RNA 기반 치료제는 유전자 발현에서 RNA의 자연적인 역할을 활용하고 표적 유전자 조절 및 단백질 합성을 허용하여 다양한 질병에 대한 새로운 잠재적 치료법을 제공합니다. 이 블로그에서는 RNA 기반 치료제의 종류, 장점과 한계, 해당 분야의 연구현황에 대해 알아본다. 그러나 먼저 RNA 분자가 무엇인지 정의해 봅시다.

RNA 또는 리보핵산은 구조적으로 DNA 또는 디옥시리보핵산과 유사한 분자이지만 몇 가지 주요 측면에서 다릅니다. 첫째, RNA는 일반적으로 단일 가닥이고 DNA는 이중 가닥입니다. RNA의 단일 가닥 구조는 다른 구성으로 접히고 보다 유연한 방식으로 다른 분자와 상호 작용할 수 있게 합니다. 이것이 RNA가 유전 정보를 저장하고 전달하는 것이 주된 역할인 DNA에 비해 세포 기능이 더 다양한 이유입니다. 또한 RNA에는 당 리보오스가 포함되어 있는 반면 DNA에는 데옥시리보오스가 포함되어 있습니다. 이러한 변화는 이러한 분자의 안정성과 반응성에 큰 영향을 미치므로 RNA는 본질적으로 덜 안정적이고 뉴클레아제 분해되기 쉽습니다. 이것이 DNA 기반 치료제에 비해 RNA 기반 치료제 개발이 지연되는 주된 이유입니다. 그러나 연구자들은 세포에서 RNA 분자의 안정성과 효능을 증가시키기 위한 화학적 변형의 사용을 포함하여 이러한 문제를 극복하기 위한 몇 가지 전략을 개발했습니다.

여러 유형의 RNA 기반 치료 방법이 있으며 각각 고유한 작용 메커니즘과 잠재적인 치료 응용이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

1. 메신저 RNA(mRNA) 요법. mRNA는 DNA에서 단백질 합성 또는 번역을 담당하는 세포 기계로 유전 정보를 전달하는 것과 관련된 자연 발생 분자입니다. mRNA 기반 치료제에서 합성 mRNA 분자는 치료 목적으로 특정 단백질을 생산하거나 면역 반응을 유발하기 위해 세포에 조작 및 전달됩니다.
2. RNA 간섭(RNAi). 이 접근법은 small interfering RNA(siRNA) 및 microRNA(miRNA)와 같은 작은 RNA 분자의 도입에 의해 유전자 발현이 침묵되거나 감소되는 자연 세포 과정을 활용합니다. 별개의 분자 메커니즘을 통한 일부 초기 처리 후, 이러한 분자는 Argonaute2(Ago2)라는 단백질에 결합하여 RNA 유도 침묵 복합체(RISC)를 형성합니다. 그런 다음 상보적인 mRNA 분자에 결합하여 궁극적으로 mRNA 분해 또는 단백질로의 mRNA 번역 방지로 이어지는 일련의 사건을 촉발합니다.
3. 안티센스 올리고뉴클레오티드(ASO). ASO 기반 치료제는 특정 표적 RNA 분자에 결합하는 짧은 합성 RNA 분자(안티센스 RNA)를 활용합니다. 이러한 결합은 표적 RNA(예: RNaseH1)를 분해하기 위한 세포 효소의 동원 또는 표적 RNA와 처리 또는 번역에 관련된 다른 분자의 상호 작용을 차단하는 등 다양한 결과를 초래할 수 있습니다.
4. RNA 앱타머. 이들은 높은 친화성과 특이성으로 특정 표적 단백질에 결합할 수 있는 RNA 분자입니다. 그들은 특정 단백질의 활성을 억제하는 치료제로 사용될 수 있습니다.

RNA 기반 치료제는 기존의 소분자 약물에 비해 몇 가지 장점을 제공합니다. RNA 분자는 매우 특이적이며 개별 유전자나 단백질을 표적으로 삼을 수 있어 정확하고 표적화된 치료가 가능합니다. RNA 기반 치료제는 대량으로 합성할 수 있고 빠르게 개발할 수 있어 COVID-19 대유행에 대한 기록적인 mRNA 백신 개발에서 알 수 있듯이 새로운 질병 또는 신흥 질병을 해결하기 위한 매력적인 옵션이 됩니다. 그러나 RNA 기반 치료제는 실행 가능한 치료제가 되기 위해 해결해야 할 몇 가지 과제에 직면해 있습니다. 가장 중요한 과제 중 하나는 표적 세포에 RNA 분자를 전달하는 것입니다. 앞서 언급한 바와 같이 RNA 분자는 일반적으로 불안정하며 뉴클레아제에 의해 빠르게 분해될 수 있어 효능이 제한될 수 있습니다. 또한 RNA 분자는 일반적으로 크고 음전하를 띠므로 세포로 전달하기 어렵습니다. RNA 분자는 잠재적으로 신체의 면역 반응을 유발하여 원치 않는 염증과 부작용을 일으킬 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 지질 나노입자(LNP) 및/또는 화학적 변형이 채택되었으며 지속적인 연구 노력은 전달 방법 최적화, 안정성 향상 및 RNA 기반 치료제의 안전성 프로파일 개선에 초점을 맞추고 있습니다.

어려움에도 불구하고 RNA 기반 치료제는 전임상 및 임상 시험에서 가능성을 보여주고 있습니다. 유전성 트랜스티레틴 아밀로이드증 및 급성 간성 포르피린증 치료를 위한 Alnylam의 RNAi 기반 Onpattro(Patisiran) 및 Givlaari(Givosiran)를 포함하여 여러 RNA 기반 치료제가 다양한 질병 치료를 위해 FDA의 승인을 받았습니다. 여러 다른 RNA 기반 치료제가 현재 암, 바이러스 감염 및 유전 질환을 포함한 다양한 질병에 대한 임상 시험에 있습니다.

Alnylam 외에도 RNA 기반 치료제의 개발 및 발전에 적극적으로 참여하는 다른 생명 공학 회사가 있습니다. 몇 가지 주목할만한 예는 mRNA 기반 COVID-19 백신인 Spikevax(Elasomeran)와 Comirnaty(Tozinameran)를 각각 개발한 Moderna와 BioNTech입니다. Ionis Pharmaceuticals는 또한 척수성 근위축증(SMA), 유전성 혈관부종(HAE) 및 근위축성 측삭 경화증(ALS)과 같은 질병에 대한 ASO 기반 약물을 개발했습니다. 크고 작은 다른 많은 생명 공학 및 제약 회사는 혁신적이고 표적화된 치료법 개발을 위해 RNA의 잠재력을 활용하기 위해 빠르게 발전하는 이 분야에 투자하고 있습니다.

결론적으로 RNA 기반 치료제는 유망하고 빠르게 발전하는 의학 분야를 나타냅니다. 유전자 발현을 조절하는 능력, 특정 유전자를 표적으로 삼는 다재다능함, 맞춤형 의학의 잠재력과 같은 RNA의 고유한 특성은 혁신적인 치료법 개발의 길을 열었습니다. RNA 기반 치료제는 높은 특이성, 빠른 개발 가능성, 이전에는 약물을 투여할 수 없었던 표적을 조절할 수 있는 능력과 같은 이점을 제공합니다. DNA 기반 치료법에 비해 초기 지연에도 불구하고 최근 몇 년 동안 특히 COVID-19에 대한 mRNA 기반 백신의 성공으로 상당한 진전이 이루어졌습니다. 지속적인 연구, 기술 발전 및 학계, 산업 및 규제 기관 간의 협력은 이 분야를 계속 발전시킬 것입니다. RNA 기반 치료제는 유전 질환, 암, 전염병을 포함한 광범위한 질병을 치료할 수 있는 엄청난 잠재력을 보유하고 있어 정밀 의학의 새로운 시대에 가까워지고 환자 결과를 개선합니다.

참고자료

다마세, TR; Sukhovershin, R.; 보아다, C.; 타라발리, F.; 페티그루, RI; Cooke, JP RNA 치료제의 무한한 미래. 생명 공학과 생명 공학의 개척자. 2021, 9:628137. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.628137

Kim, YK RNA 치료: 풍부한 역사, 다양한 응용 및 무한한 미래 전망. 실험 및 분자 의학. 2022, 54:455-465. https://doi.org/10.1038/s12276-022-00757-5

Schirle, NT; Sheu-Gruttadauria, J.; McRae, IJ microRNA 표적화를 위한 구조적 기초. 과학. 2014, 346(6209):608–613. https://doi.org/10.1126/science.1258040

Zhu, Y.; 주, L.; 왕, X.; Jin, H. RNA 기반 치료제: 개요 및 안내서. 세포 사멸과 질병. 2022, 13:644. https://doi.org/10.1038/s41419-022-05075-2

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• 출처: https://biotech.ucdavis.edu/blog/golden-era-rna-based-therapeutics