이베스트투자증권 올타임 레전드 바이오 애널리스트 강하나 연구원이 작성한 두 번째 기초 레포트
'이베스트 투자증권_강하나_바이오_Biolentine'
리포트 내용 일부를 정리, 작성한 글입니다.
RNA 기술을 이용한 바이오 파이프라인은 크게 mRNA와 RNAi 두 분야가 있다.
mRNA의 성장은 크로나 19 백신에서 시작되어 그 어떤 기술보다 빠른 성장세를 보여주고 있으며 RNAi의 성장은 2018년 첫 신약 승인 이후 본격적으로 시작되었다. 이 두 기술은 제약 바이오 업계에서 엄청난 게임 체인져로서 빅파마들의 라이선스 딜 타깃으로 주목받고 있다.
① RNA 기초 다지기 - mRNA
모든 세포는 DNA를 갖고 있으며, DNA는 세포 내에서 유전정보를 저장하는 역할을 한다. 유전 정보라는 것은 '어떤 단백질을 만들 것인가'에 대한 정보를 말하는 것이다. 어떤 세포든, 살아가려면 단백질을 필수적으로 만들어야 하는데, RNA는 DNA에서 단백질을 만들 때 중간다리 역할을 한다.
DNA는 그 자체로 바로 단백질을 만들지 못한다. 항상 중간에 RNA를 거쳐가야 한다. DNA에서 RNA를 만드는 과정을 '전사'라고 하며, RNA에서 단백질을 만드는 과정을 '번역'이라고 한다.
이때, DNA와 RNA의 중요한 차이점은 DNA는 이중가닥이고 RNA는 단일가닥이라는 점이다.
DNA는 두 가닥, RNA는 한 가닥으로 이루어져 있다. 가닥 사이에 붙은 가로선들이 유전정보(=단백질 정보)를 담고 있는 '유전자'에 해당한다. DNA는 두 가닥이 딱 붙어있어서 유전자가 안전하게 저장되는 반면, 단백질을 만들 효소가 붙질 못한다. 허나, RNA는 단일가닥이라 불안정한 반면 효소가 붙을 수 있어 단백질을 만들 수 있다. 말 그대로 DNA에서 RNA를 만든다는 것은 가닥 하나를 떼는 과정에 해당한다.
이때, DNA에서 만들어지는 RNA는 쓰임새에 따라 여러 종류가 있다. tRNA, rRNA, mRNA 등등 여러 가지가 있지만, 여기서 주목해야 할 건 mRNA다. mRNA가 바로 단백질을 만들기 위해서 DNA에서 전사시킨, '세포 내에서 직접 번역을 시킬' RNA에 해당한다.
그럼 이 mRNA라는 물질은 질병 치료에 어떻게 이용이 되는가?
▶ 바로 백신을 통해서다.
내가 항체를 만들고 싶은 타겟 단백질(=항원) 정보를 넣은 mRNA를 합성하여, 사람 신체에 주입하여 해당 단백질을 발현시킨 뒤 면역 반응을 일으키는 것이다. 이게 mRNA백신의 원리다.
mRNA백신의 가장 큰 장점은 1) 신속성과 2) 유연성이다. mRNA백신은 기존 백신처럼 바이러스를 약하게 만들거나 유사한 바이러스를 몸에 투여하는 방식이 아니라 항원 단백질 만들 수 있는 mRNA를 주입하는 방식이다. 기존의 바이러스 기반의 백신은 바이러스를 대량으로 배양해야 하기 때문에 대량생산이 어려운데 비해 mRNA기반의 백신은 바이러스를 대량 배양할 필요도 없고 공정도 복잡하지 않기 때문에 1) 제조기간이 짧아(=신속성) 2) 단기간에 대량생산이 가능하다(=유연성). 이러한 장점에 더해, 바이러스의 유전정보만 알면, 빠르게 설계가 가능하기 때문에(중간에 유전자만 바꿔 끼면 됨) 초기 개발 비용/시간이 적게 들며, 변이 바이러스 대응이 쉽다. 단점을 꼽자면 항체 지속 기간이 1년 내외로 짧다는 것이다.
코로나바이러스의 등장 이전엔, mRNA백신은 주로 항암용으로 개발이 되고 있었다. 암세포가 생성하는 단백질을 mRNA로 만들어서 신체에 주입시키고, 강한 면역반응을 일으켜 종양세포를 공격시키도록 하는 방식이다. 허나 위에처럼 mRNA가 가진 여러 장점들 때문에, 현재는 코로나, 독감과 같은 감염병에 더 접목시켜서 개발을 하고 있다. 더 나아가서 HIV 백신에도 접목을 시키고 있다.
+) mRNA를 생산하는 방법으로는 'Microfludics'를 주로 이용한다. 한쪽에 LNP 원료를 넣고, 다른 한쪽에는 mRNA를 두고 Y모양의 설비로 중간엔 Microfludics device를 두어 LNP와 mRNA가 균일하게 합쳐지도록 하는 방식이다. 이렇게 하면 생산단가가 싸게 mRNA를 대량 생산할 수 있게 된다.
(LNP란 불안정한 mRNA를 보호하는 막으로 외부를 감싸는 역할을 한다.)
② RNA 기초 다지기 - RNAi
▶ (1) RNAi란?
RNAi는 RNA의 한 종류가 아니라, 단백질이 만들어지지 않도록 mRNA의 발현을 억제하는 '현상'을 말한다. 일반적으로 유전자를 침묵하거나, 유전자의 발현을 억제/간섭하는 현상과 프로세스 그 자체를 RNAi라 한다.
RNAi현상은 암과 감염성 질환, 그리고 다양한 희귀 질환과 관련된 유전자를 제어할 수 있다는 점에서 치료제로서의 가능성이 무궁무진하다. RNAi 기술은 질병 단백질에 접근하기가 용이하며 유전자 변이와 같은 작은 단위에서의 세세한 디자인을 가능하게 한다.
▶ (2) RNAi를 일으키는 두 가지 RNA - siRNA, miRNA
RNAi를 현상을 유도하는 대표적인 RNA가 siRNA와 miRNA이다.
siRNA는 RNAi 현상을 유도하는 20bp(=20개의 가로선) 내외의 짧은 이중가닥 RNA이다. 글자 그대로 small interfering RNA, 짧은 RNA로 특정 단백질 합성을 방해함으로써 유전자 발현을 조절한다. 현재 가장 대표적인 유전자 치료 신약개발에 중요한 분자로 사용되며, mRNA와 상보적인 결합을 통해 타겟 mRNA가 단백질로 번역되지 못하게 함으로써 RNA 단위에서 유전자 발현을 억제시킨다.
miRNA는 micro RNA로, 22개의 bp로 이루어진 작은 RNA이다. siRNA가 인위적으로 세포 내로 도입시켜 RNAi를 유도하는 물질이라면, miRNA는 세포 내에 자연스럽게 존재하는 물질로서 RNAi 현상을 유도하여 타겟 유전자의 조절에 관여한다. 즉, 원래 세포 내에서 RNAi 현상 자체를 유도하는 주인공은 miRNA고, siRNA는 인위적으로 밖에서 넣어준 것이라고 볼 수 있다.
따라서, 임상에 적용할 때는 인위적으로 합성한 siRNA를 주로 이용한다. 올리고(siRNA원료)의 시퀀스를 바꿈으로써 모든 mRNA를 타겟하는 것이 가능하기 때문에, 구조가 복잡한 단백질의 발현도 억제할 수 있다. 그러나 세포 내로 유입된 siRNA는 면역반응이나 비표적 유전자의 억제 같은 부작용을 일으킬 수 있기 때문에 siRNA를 세포 내로 도입하는 딜리버리 시스템(전달 플랫폼)이 siRNA 기반의 약물/치료제에서 가장 중요한 문제(한계점)로 여겨지고 있다.
▶ (3) siRNA 선두 : 앨나일람의 GalNAc
그동안 siRNA와 같은 RNAi 기반 치료제는 유전물질 전달(딜리버리)에 어려움이 있어, 관련 기술로 신약개발이 되지 않았었다. 그러다 앨나일람이란 회사가 GalNAc 접합 전달 기술을 통해 효과적인 피하주사로 치료를 가능하게 했다.
GalNAc은 간세포 포면의 수용체를 인식해 siRNA의 세포 내 유입을 유도하는 표지이다. GalNAc의 도입으로 siRNA를 이용한 간질환 타겟팅이 수월해졌고, 간 위주의 희귀 질환을 치료할 수 있는 여러 RNAi 치료제가 개발되었다. GalNAc 덕분에 RNAi 약물이 목표 타겟을 벗어나서 다른 곳을 때리는 '오프 타겟' 현상은 많이 해결되게 되었다. 하지만 GalNAc의 특성상 치료제가 간을 타깃 하는 데에 그친다는 한계점을 마주했다. 따라서 현재는 펩타이드나 엑소좀을 활용하여 간 위주의 질환에서 벗어나 다른 만성질환, 항암분야, 치매(기타 뇌질환)에도 적용하고자 노력하고 있다. 현재는 이 모든 것들이 아직 연구 중인 단계라 대부분의 RNAi 개발 회사들은 앨나일람의 GalNAc을 플랫폼으로 모두 이용하고 있는 상태이긴 하다.
③ 관련 기업 추천
1. 국내 mRNA 대표 CDMO + 신공장 착공과 mRNA를 포함한 세포/유전자치료제 신사업
→ 삼성바이오로직스
2. 글로벌 트렌드로 도약한 RNAi의 선두주자 대표 미국 기업
→ 앨나일람
자세한 기업 분석과 소개는 원본 보고서를 참고하세요!
바이오 기초 개념, 용어 정리 글입니다 ↓↓↓
제약바이오 산업 기초개념 공부, 밸류체인 한방에 끝내기 (feat. 강하나 애널) (tistory.com)
제약바이오 산업 기초개념 공부, 밸류체인 한방에 끝내기 (feat. 강하나 애널)
키움증권_강하나_제약 바이오_211108_2022년 제약 바이오는 강하나? 참고하여 작성하였습니다. 1. 제약바이오 산업 기초 개념 - (1) 의약품의 분류 제약 바이오산업은 '의약품'을 만들어 판매해 돈을
lhseti123.tistory.com
'꼭읽어야될주식리포트 > 제약&바이오' 카테고리의 다른 글
| [제약바이오] NK세포 치료제, CAR-T 치료제 기본 개념 공부 보고서 (이베스트 강하나 애널) (55) | 2022.07.19 |
|---|---|
| 제약바이오 산업 기초개념 공부, 밸류체인 한방에 끝내기 (feat. 강하나 애널) (96) | 2021.11.11 |
댓글