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프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 핵산 물질의 효과적인 체내 전달을 위한 지질 나노 입자의 개선(개량) 연구
영문 : Improvement of Lipid Nanoparticles for Efficient Nucleic Acid Delivery in Vivo
과제 팀명
515
지도교수
이종범 교수님
개발기간
2021년 9월 ~ 2021년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 화학공학과 20153400** 신*빈(팀장)
서울시립대학교 화학공학과 20153400** 김*찬
서울시립대학교 화학공학과 20153400** 김*준
서울시립대학교 화학공학과 20153400** 정*희
서울시립대학교 화학공학과 20153400** 최*종
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
- 핵산물질을 이용한 치료에 이용되는 Lipid nanoparticle(LNP)에 사용되는 지질들의 역할 파악
- LNP를 구성하는 각 지질들의 구조 변형, 개선 합성 을 위한 연구들에 대해 조사
- 지질 구조의 변경이 가져올 효과에 대한 조사
- LNP 구성 및 조성의 변경이 가져오는 효과에 대하여 조사
개발 과제의 배경
RNAi, 항체 생성, 특정 체내 부족 단백질 생성 등을 이용하는 핵산 물질을 이용한 치료가 활발히 연구되고 있으며, 코로나19 백신, 암 치료제 등으로 상용화되기까지 이르렀다. 그러나 이러한 핵산 물질들은 불안정한 상태의 물질로 분해되기 쉽기 때문에 목표 표적까지 핵산 물질을 안전하게 전달시킬 수 있는 효율적인 전달체가 필요하다. 또한 이같은 핵산 물질의 보호 뿐만 아니라 체내에서 이루어지는 면역반응의 회피, 세포독성, 안정성, 체내 분포, 전달 효율 등 고려해야 할 요소들이 추가적으로 존재하며 이들을 조절하기 위한 연구가 필요하다. 특히 주요 전달체로 이용되고 있는 지질나노입자(LNP)는 여러 방면에서 활발한 연구가 이뤄지고 있는 바, LNP를 구성하는 다양한 지질을 조사하고, 최신 LNP 연구 동향에 대해 알아본다.
개발 과제의 목표 및 내용
내용 1) LNP 제작에는 여러 지질이 사용된다. 이때 사용되는 지질에 따라 만들어지는 LNP의 구조에 안정성을 추가해 주거나 LNP의 크기에 영향을 주는 특정 지질의 특성에 대하여 조사한다. 또한 이런 지질의 특성이 지질의 어떤 구조, 작용기에 의해 정해지는지, 그리고 이를 이용하여 지질의 특성을 바꾸기 위한 비슷한 구조의 지질들을 연구한 논문들을 찾아본다. 2) 다음으로 체내로 주입된 LNP가 목표지점까지 도달하기 위해서 MPS나 신장(plasma clearance)에 의해 제거되지 않아야 하고 세포 내로 들어간 이후에도 엔도솜에서 탈출하여 세포질로 핵산 물질을 전달할 수 있어야 하는데 이를 보다 효과적으로 달성할 수 있는 지질의 특성과 그 원리에 대해 찾아본다. 3) 원하는 타겟 조직에 가서 세포질에 작용하기 위해서는 적절한 분해성이 요구되는바 몸 속으로 들어온 LNP가 효과적으로 분해되기 위해 영향을 미치는 요소에 대해 찾아보고 실제 체내에서 분해되는 메커니즘을 살펴본다. 4) 실제 약물에 사용된 LNP에 대하여 사용된 지질을 그 지질의 특성을 통해 설명한다. 예를 들어 SARS-CoV-2 백신에 대해 DLin-MC3-DMA의 slow degradability를 개선한 lipid 5, lipid H의 구조적 특성을 탐구하고 ALC-0315의 분해 메커니즘 및 빠른 분해를 위해 개선할 점에 대해 알아본다. 5) 마지막으로 이러한 약물이 투여되는 방식(구강, 혈관, 피부 등)에 따라서 달라지는 효과와 실사례에 대해 알아본다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
전 세계적인 기술현황
- RNA interference 치료제인 Onpattro가 최초로 FDA승인을 얻어 상용 제품으로 출시되었다.
- Pfizer, moderna 사의 백신이 LNP에 바이러스 단백질 mRNA를 담아 백신으로 이용하고 있다.
- 다발성 골수종, 난소암 치료제인 DOXIL이 개발되었다.
- 수용성 아밀로이드증 치료제이며 siRNA 기반 LNP 약물인 Patisiran이 개발되었다.
특허조사 및 특허 전략 분석
향상된 지질 조성물 - 특허번호 : PCT/US2010/038224 - 출원일 : 2010.6.10. - 등록일 : 2010.12.16. - 특허권자 : 알닐람 파마슈티칼스 인코포레이티드 본 발명은 화학식 (I)의 양이온성 지질, 화학식 I의 양이온성 지질을 포함하는 향상된 지질 제제 및 상응하는 이용 방법을 특징으로 한다. 또한, 표적화 지질, 그리고 이런 표적화 지질을 포함하는 특정한 지질 제제가 개시된다.
폴리에틸렌글리콜과 트리페닐포스포늄이 컨쥬게이트된 물질 및 이를 적용한 미토콘드리아 표적 자기조립형 나노약물 전달체 - 특허번호 : KR1017433990000 - 출원일 : 2016.05.31. - 등록일 : 2017.05.29. - 특허권자 : 충남대학교산학협력단 폴리에틸렌글리콜(PEG)의 말단에 트리페닐포스포늄(TPP)이 화학적으로 결합된 하기 화학식 1의 PEGTPP (Polyethylene gylcol-Triphenylphosphonium) 컨쥬게이트.
약물전달체 - 특허번호 : KR1010783020000 - 출원일 : 2008.05.29. - 등록일 : 2011.10.25. - 특허권자 : (주)제테마 (a) 생체 적합성 중합체; 및 (b) 상기 중합체에 컨쥬게이션된 소수성기를 포함하는 약물전달체.
생체활성 친유성 화합물을 갖는 PEG화된 지질 나노입자 특허번호 : KR1020187006989 출원일 : 2016.08.11. 등록일 : 2018.03.30. 발명자 : 가이야르,피테르얍,립,야콥 본 발명은 친유성 진단 또는 치료 제제를 이를 필요로 하는 대상에게 전신 또는 국소 전달하기 위한 나노입자에 관한 것이다. 본 발명의 나노입자는 수용성 중합체 및 생체 적합성 지질 및 친유성 제제 중 적어도 하나를 포함한다. 나아가,본 발명은 본 발명의 나노입자를 사용한 안과 치료에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명의 나노입자를 포함하는 조성물 및 포뮬레이션에 관한 것이다.
산화된 콜레스테롤을 함유하는 약물 전달 시스템 - 특허번호 : PCT/US2020/013639 - 출원일 : 2020.01.15. - 등록일 : 2020.07.23. - 특허권자 : 조지아 테크 리서치 코포레이션 나노입자 조성물은 이온화가능한 지질, 인지질, PEG-지질, 및 D-스테롤 고리 근처에서 히드록실 기로 변형된 콜레스테롤을 포함하는 것으로 개시된 나노입자 조성물은 간세포(hepatocyte)보다는 간 쿠퍼 세포(Kupffer cell) 및 내피 세포(endothelial cell)를 더욱 우선적으로 표적화할 수 있다. 이는 치료 mRNA를 신체의 특정 조직에 효과적으로 전달하기 위한 조성물 및 방법을 제공하고 이로써 기능장애 쿠퍼 세포 및 내피 세포가 질환 발병기전에 관여하는 간 질환을 치료하는 데 유익할 수 있다.
선행기술인 Ionizable lipid (MC3) 및 PEG lipid, 콜레스트롤 등을 상위개념으로 일부 하위개념들을 선택적으로 포함하는 구성인 지질나노전달체를 청구범위로 하여 기존 LNP에 비해 이질적이거나 동일하더라도 현저한 효과를 가진 LNP를 개발할 수 있다면, 선택발명의 특허요건을 만족함과 동시에 구성요건 완비 원칙을 회피할 수 있을 것이다.
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
내용
- 마케팅 전략 제시
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
내용
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
내용
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
내용
구성원 및 추진체계
내용
설계
설계사양
제품의 요구사항
내용
설계 사양
내용
개념설계안
내용
이론적 계산 및 시뮬레이션
내용
상세설계 내용
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결과 및 평가
완료 작품의 소개
조사 내용을 정리하여 리뷰 논문의 형식으로 작성하였다.
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포스터
관련사업비 내역서
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완료작품의 평가
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향후계획
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특허 출원 내용
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