특허 개요
본 특허는 흡입을 통해 단백질 또는 핵산을 폐로 전달하기 위한 폐 계면활성제 기반 리포좀 복합체입니다. 폐 계면활성제로 지질막을 만든 뒤 탑재체 용액으로 수화하고, 음전하 단백질 또는 핵산은 프로타민(protamine) 매개 결합으로 리포좀 내·외부에 결합시킵니다. 폐 계면활성제의 지질·막 단백질 기반 구조가 폐포 계면활성제막과 상호작용하여 타입 II 폐포세포를 포함한 폐 조직으로의 전달을 유도하며, 복합체 평균 직경은 250～1200 nm 범위로 구성할 수 있습니다.
- 핵심 기능
폐 계면활성제 용액을 건조해 지질막을 형성한 후, 프로타민과 단백질 또는 핵산이 포함된 수용액으로 수화하여 전달 복합체를 제조합니다. 흡입 시 복합체는 폐포의 계면활성제막과 융합하고, 프로타민이 매개한 탑재체를 주변 세포 내부로 전달하도록 설계됩니다.
- 차별 강점
단백질 또는 핵산과 프로타민만으로 구성된 복합체는 세포 내 전달 또는 단백질 발현 저하가 충분하지 않았습니다. 본 기술은 폐 계면활성제 리포좀을 결합해 폐포 계면활성제막과의 융합 및 타입 II 폐포세포 유래 세포 선택적 전달 가능성을 제시한 점에서 차별성이 있습니다.
- 활용 범위
기술·연구 측면에서는 폐포 표적 약물전달, 단백질·핵산 흡입제, siRNA 기반 유전자 발현 억제, 호흡기 바이러스 감염 및 폐암 치료 연구에 활용 가능하며, 면역 단백질의 폐 전달 연구로도 확장할 수 있습니다. 사업 측면에서는 흡입형 호흡기 치료제, 폐암 표적 핵산치료제, 유전자치료 전달 플랫폼 및 네뷸라이저 연계 제형 개발로 확장할 수 있습니다.
연구 개발 단계
GFP, GM-CSF 및 siRNA를 탑재한 폐 계면활성제-프로타민 입자를 제조하고, 생체 유사 배양 조건에서의 안정성, 세포 내 전달, 마우스 흡입 후 폐 분포를 확인했습니다. 사람 대상 안전성·유효성, 반복 흡입 장기독성, 약물동태, GMP 제조 재현성 및 임상 전달기기에서의 실사용 성능은 아직 검증되지 않았습니다.
- 탑재체: GFP·GM-CSF 또는 siRNA 탑재 폐 계면활성제-프로타민 입자
- 세포 모델: HPAepic·Raw 264.7·A549 세포에서 24시간 처리
- 흡입·안정성 조건: 10%(v/v) FBS·37℃·120분 안정성 평가, 마우스 네뷸라이저 흡입 후 0～24시간 분석
현재 성과
네뷸라이저 처리 전후 입자 크기가 유사하게 유지됐습니다. 10%(v/v) FBS, 37℃ 조건에서 120분까지 입자 크기와 GFP 형광 변화가 관찰되지 않았으며, A549 세포에서 폐 계면활성제 기준 1 mg/ml 처리 시 입자 자체 독성이 확인되지 않았습니다.
HPAepic, Raw 264.7 및 A549 세포를 대상으로 단백질·siRNA의 세포 내 전달을 평가하고, 마우스 네뷸라이저 흡입 후 폐 분포를 분석했습니다. Surf-Pro-GFP는 타입 II 폐포세포 유래 A549 세포에 전달됐고, 흡입 후 입자와 단백질은 24시간 동안 폐 내에 존재하는 결과가 제시됐습니다.
프로타민을 양전하 매개체로 사용해 음전하 단백질 또는 핵산을 폐 계면활성제 리포좀에 결합하는 구조입니다. 프로타민-탑재체 복합체 단독과 달리 폐 계면활성제 기반 막 구조를 추가하여 폐포 계면활성제막 상호작용과 타입 II 폐포세포 유래 세포 전달을 함께 목표로 한 점이 핵심 차별성입니다.
상용화까지 남은 부분
사람 대상 안전성·유효성 및 폐 질환별 치료효과 검증
반복 흡입에 따른 장기독성, 면역반응 및 약물동태 평가
GMP 제조공정, 배치 간 재현성 및 임상용 흡입 전달기기와의 실사용 성능 확보
기술 이전 형태·도입 과정
도입은 이렇게 진행됩니다.
검토 미팅
귀사 상황·데이터 구조 기준으로 적합성을 논의합니다. 자료 검토만으로 끝나도 됩니다.
PoC 공동 검증
연구팀 동행 하에 귀사 데이터 기준 재학습·성능을 확인합니다.
라이센싱 계약
PoC 결과를 기반으로 희망 형태(실시권·공동연구 등)를 협의합니다.
기술지도·후속
도입 초기 기술지도, 필요 시 후속 공동연구·정부과제 연계까지 진행합니다.
특허 정보
흡입전달용 핵산 또는 단백질 탑재 폐 계면활성제입자 및 이의 제조 방법
10-2021-0016442 (2021.02.05)
1020210100032 (2021.08.13)
1024400390000 (2022.08.31)
박지호, 오찬희
한국과학기술원