노벨의학상 mRNA 백신 개발 주역 2명 수상

체외 전사 mRNA 면역반응 제거, 단백질 생산 증진

2023년 노벨생리의학상은 mRNA 백신 개발의 문을 연 헝가리 출신 커털린 커리코(68세)와 미국의 드류 와이즈만(64세)에 돌아갔다.

2일 노벨 재단에 의하면 기존의 바이러스, 단백질 및 벡터 기반 백신은 대량 세포 배양을 요하므로 신속한 생산이 불가능했지만, 그들이 발견한 mRNA 뉴클레오시드 기반 변경을 통해 코로나19 팬데믹 동안 신속한 백신 개발 및 생산이 가능케 됐다.

이에 따르면 1980년대 세포배양 없이 mRNA를 생산하는 체외 전사 방식이 도입됐으나 불안정했고 복잡한 캐리어 지질 시스템이 필요했으며 특히 체외 생산 mRNA는 염증 반응을 일으켜 임상적 개발이 제한적이었다.

이 가운데 펜실베이니아대 조교수였던 커털린 커리코는 면역학자 동료였던 드류 와이즈만과 함께 면역 감시 및 백신 유도 면역 반응 활성화에 중요한 기능을 하는 수지상 세포에 주목했다.

수지상 세포는 포유류 세포의 mRNA와 달리 체외 전사 mRNA는 외부 물질로 인식해 염증 신호 분자 방출을 일으켰는데, 그 차이를 조사한 결과 두 사람은 포유류 세포 mRNA의 염기가 화학적으로 자주 변경되는데 비해 체외 전사 mRNA는 그렇지 못하다는 사실을 발견했다.

이를 면역 반응의 원인으로 지목하고 그들은 수지상 세포로 전달되는 염기에 독특한 화학적 변경을 가한 다른 변형 mRNA를 만든 결과 염증 반응이 거의 사라졌다는 연구 결과를 2005년에 발표했다.

그리고 더욱 연구한 결과 염기 변경으로 만든 mRNA 전달로 단백질 생산 조절 효소의 활성이 줄어 비변경 mRNA에 비해 단백질 생산을 크게 증가시킬 수 있다는 내용을 2008년과 2010년에 발표했다.

이처럼 염증 반응을 줄이고 단백질 생산을 증가시키는 염기 변경을 발견하며 두 사람은 mRNA의 임상정 적용에 장애를 제거했으며 이후 여러 제약사들이 지카 및 SARS-CoV-2와 연관성이 높은 MERS-CoV 백신 개발에 들어간 이후 팬데믹 발발 뒤 두 염기-변경 mRNA 백신이 기록적인 속도로 개발될 수 있었다. 더 나아가 mRNA는 다른 감염질환 뿐만 아니라 암 백신의 플랫폼으로도 모색되고 있다.