김현진 부교수

기존 지질나노입자(LNP) 기반 약물 전달체는 정맥 투여 시 간(liver)에 집중적으로 축적되는 현상과 세포 내 엔도좀에서 탈출하는 효율이 낮다는 한계를 가지고 있어, 이를 극복하기 위해 pH 반응성 양이온성 고분자를 개발했습니다. 아스파르트산에 디에틸렌트리아민(DET)과 옥틸아민(OCT)을 결합해 양이온성 양친매성 폴리펩타이드를 설계했으며, 폴리아스파타마이드(Polyaspartamide) 유도체 및 poly(β-amino acid) 기반 고분자 설계 기술을 핵심 방법론으로 활용했습니다. 해당 기술은 특허(출원번호 1020240082643)로 출원되어 있습니다. 이 고분자 전달체는 mRNA 백신 및 약물 전달, 비장 내 면역세포 표적 전달, 난청 등 유전성 질환의 유전자 편집 치료에 적용되고 있으며, 간이 아닌 비장을 표적하는 전달체로서 기존 LNP 기반 전달체와 차별화된 특성을 갖습니다. 정맥 주사 시 비장으로의 전달 효율을 간 대비 10배 이상 향상시키는 성과를 확인했으며, 현재 실험실 환경의 동물 모델에서 검증된 TRL 4 단계에 도달했습니다.

체외에서 세포를 제조하는 공정이 필요한 기존 CAR-T 치료제는 높은 비용과 긴 제조 시간이라는 한계를 안고 있어, 이를 해결하기 위해 체내(in vivo)에서 면역세포를 직접 프로그래밍하는 기술의 필요성에 주목했습니다. 고분자 전달체와 원형 RNA(circRNA)를 결합한 in vivo CAR-T 플랫폼을 알지노믹스와 공동개발했으며, 원형 RNA를 비장 내 면역세포로 선택적으로 전달하는 기술을 핵심 방법론으로 구축했습니다. 원형 RNA는 선형 RNA와 달리 분해에 강해 세포 내 발현이 안정적으로 유지되는 특성을 가지고 있어 전달 효율을 높이는 데 활용됩니다. 이 플랫폼은 in vivo CAR-T 항암 면역치료와 비장 표적형 폴리아미노산 기반 고분자 복합체 개발에 적용되고 있습니다. 알지노믹스와의 공동개발을 통해 산업체와의 실질적인 협업 기반을 마련했습니다. 기존 선형 RNA 대비 발현 반감기를 2배로 늘리고 T세포로의 전달 효율을 3배 향상시키는 성과를 확인했습니다.

고기능성 면역세포 기반 항암제와 CRISPR/Cas9 유전자 편집 도구를 세포 내로 효율적으로 전달해야 하는 필요성에 착안하여, 콜레스테롤이 도입된 양친매성 폴리아스파타마이드 유도체를 설계했습니다. 이 유도체는 기존 전달체 대비 세포막 투과성과 엔도좀 탈출 효율을 개선하도록 구조를 최적화한 것으로, 이를 활용해 NK세포를 대상으로 한 mRNA 전달 효율을 개선했으며 단백질 기반 항암제 캐리어 개발도 함께 진행했습니다. 해당 기술은 NK세포 기반 항암 면역치료, ex vivo 방식의 mRNA 전달을 통한 면역세포 개량, CRISPR/Cas9 기반 유전자 편집 치료제 개발 등 다수의 세포 치료제 개발 영역에 적용되고 있습니다. NK세포 대상 ex vivo mRNA 전달 효율을 개선하는 성과를 실험적으로 확인했으며, 현재 유효성 확인 단계인 TRL 3 수준에 도달해 후속 전임상 연구를 준비하고 있습니다.