KAIST, 'mRNA 치료제 부작용' 억제 기술 세계 최초 구현...뇌졸증·암 면역치료 적용 기대돼

한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)이 'mRNA' 치료제의 부작용을 억제하는 기술을 세계 최초로 구현했다. 더욱 안전한 치료를 가능케 하고, 뇌졸중·암·면역질환 같이 정밀한 단백질 조절이 필요한 치료 분야까지 응용될 수 있다.

KAIST는 전용웅 화학과 교수팀이 이같은 신 치료전략을 제시했다고 1일 밝혔다.

코로나19 백신으로 잘 알려진 mRNA는 우리 몸에 바이러스 단백질 설계도를 전달, 필요 단백질을 만들게 하는 기술이다. 다만 mRNA 치료제 투여 직후 단백질이 한꺼번에 과도하게 생성돼 폐색전증·뇌졸중·혈전증·자가면역질환 등 부작용을 일으킬 수 있다.

KAIST 연구진이 구현한 mRNA 치료제 제어 전략 개요.

개발 기술로 환자 상태에 맞게 단백질 생성 속도를 조절할 수 있다. 단백질이 만들어지려면 세포 속 '단백질 제조 기계(리보솜·번역 인자)'가 mRNA 설계도에 달라붙어 작업을 시작해야 하는데, 연구팀은 이 과정을 조금 늦추면 단백질이 갑자기 몰려 만들어지는 문제를 막을 수 있다고 봤다.

일부러 살짝 손상된 DNA 조각을 활용, 단백질 제조 기계가 mRNA에 바로 달라붙지 못하도록 해 단백질 생성 시작 속도를 부드럽게 늦추는 방식을 썼다.

사용된 손상 DNA는 안전한 생체 물질로, 만드는 비용도 저렴하다. 주사 직전 mRNA와 섞기만 하면 돼 실제 의료 현장에서 쓰기에도 적합하다.

시간이 지나면 기존 우리 몸의 '수리 효소'가 손상 DNA를 복구하며, 단백질 생성 속도가 정상화된다. 이로써 단백질이 한꺼번에 폭발적으로 만들어지는 기존 위험을 크게 줄였다.

연구팀은 손상 DNA 길이와 손상 정도를 조절해 단백질 생성이 언제, 얼마나 천천히 시작될지 정밀 설계할 수 있음을 확인했다. 또 여러 종류 mRNA를 한 번에 넣더라도 각 단백질이 원하는 순서로 차례대로 생성되도록 만들 수 있게 했다. 복잡한 치료를 위해 여러 차례 나눠 주사하던 기존 방식도 혁신할 수 있다.

기술을 구현한 KAIST 연구진. 사진 왼쪽부터 전용웅 교수, 정태웅·최지훈 박사과정.

전용웅 교수는 “이번 기술은 mRNA 치료제 안전성을 높일 뿐 아니라, 암·유전병 등 다양한 질환에 맞춘 정밀 치료로 확장될 기반이 될 것”이라고 말했다.

한편 KAIST 화학과의 최지훈·정태웅 박사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 화학 분야 최고 권위 학술지인 '앙게반테 케미'에 지난달 6일 게재됐다. 연구는 한국연구재단 우수신진연구사업 지원으로 수행됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com

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