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진원생명과학이 국제 학술지에 게재된 연구 논문들을 통해 회사가 개발한 피부 흡인(suction) 방식 DNA 전달 의료기기 'Gene-Derm'을 활용한 DNA 백신 전달 기술이 세포의 기계적 자극 반응을 이용하는 생물학적 메커니즘을 기반으로 작동할 가능성이 제시됐다고 5일 밝혔다.
최근 국제학술지 Advanced Therapeutics에 지난달 12일 온라인 게재된 논문에서는 Gene-Derm을 이용한 피부 흡인 기반 DNA 전달 후 항원이 피부의 가장 바깥 층인 표피(epidermis)의 각질형성세포(keratinocyte)에서 빠르게 발현되고 해당 부위로 항원제시세포(APC)가 집결하면서 초기 면역반응이 개시되는 과정이 조직·세포 수준에서 관찰됐다고 보고했다.
해당 연구에 따르면 항원 발현은 접종 후 수 시간 이내에 시작돼 수일간 유지되는 양상을 보였다.
여기에 더해 The Journal of Gene Medicine에 지난해 게재된 리뷰 논문에서는 기계적 변형과 이완과 같은 물리적 자극이 세포막 장력 변화를 유도하고 이 과정에서 clathrin-비의존성 내재적 세포 유입(endocytosis) 경로인 CLIC/GEEC 경로가 활성화될 수 있음이 정리됐다.
이 경로는 세포가 외부 자극 이후 항상성을 회복하는 과정에서 일시적으로 활성화되며 비교적 큰 분자의 세포 내 유입을 허용할 수 있는 생물학적 메커니즘으로 설명된다.
진원생명과학은 이 두 연구를 종합할 때 Gene-Derm 기반 피부 흡인 전달 방식이 피부에 가해지는 기계적 자극과 이후의 이완 과정에서 keratinocyte 고유의 세포 반응 경로를 활성화함으로써 DNA의 효율적인 세포 내 유입과 항원 발현을 유도할 가능성이 있다고 해석했다.
DNA가 단순히 세포막을 물리적으로 통과하거나 핵막을 직접 관통하는 방식이 아니라 세포가 본래 가지고 있는 기계적 자극 반응 프로그램을 활용하는 접근법이라는 점에서 차별성이 있다.
진원생명과학 관계자는 "Advanced Therapeutics와 The Journal of Gene Medicine에 게재된 연구들은 Gene-Derm 기반 피부 DNA 전달 기술이 경험적으로 효과가 있다는 수준을 넘어 세포 생물학적으로 설명 가능한 작동 원리 위에 있음을 뒷받침한다는 점에서 의미가 있다"며 "DNA 백신 전달과 면역 유도를 보다 과학적으로 설명할 수 있는 근거가 축적되고 있다"고 설명했다.
진원생명과학은 앞으로 Gene-Derm 의료기기를 기반으로 한 피부 DNA 전달 기술과 현재 개량 중인 DNA 백신 플랫폼에 대한 기전 연구를 지속하는 한편 해당 기술을 개인 맞춤형 항암 핵산 백신과 신종·고위험 감염병 대응 백신 개발에 단계적으로 적용해 나갈 계획이다. 이를 통해 다양한 질환 영역에서 활용 가능한 차세대 핵산 백신 전달 플랫폼으로의 확장 가능성을 모색한다는 방침이다.