1. PEG 지질 (PEG Lipids)
더 높은 안정성 및 더 긴 순환
2. 헬퍼 지질 (Helper Lipids)
구조적 지원
3. mRNA
스파이크 단백질 조각 코딩 = API
4. 콜레스테롤 (Cholesterol)
구조적 지지력과 강성
5. 양이온성 지질 (Cationic Lipids)
mRNA의 안정화
COVID-19 팬데믹은 과학 연구의 중요성을 날카롭게 인식시켰습니다. 과학자들은 바이러스를 극복하고 생명을 보호하기 위해 효과적인 백신과 치료법을 개발하는 노력을 끊임없이 기울이고 있습니다. 이러한 노력 중 유망한 돌파구는 mRNA 백신을 세포 내부로 전달하기 위한 지질 나노입자의 개발 및 확장이었습니다. 이 접근법의 성공은 지질 나노입자의 안정성에 달려 있으며, PEG-지질의 개발 방식의 중요성을 강조합니다.
PEG(polyethylene glycol, 폴리에틸렌 글리콜)은 난용성 모티프나 지질 나노입자와 같은 담체 수송 분자의 표면을 접합하거나 변형하여 치료제나 백신의 용해도 및 순환 반감기를 돕기 위해 자주 사용되는 친수성 합성 고분자입니다. COVID-19 이전에는 대부분의 페길화 방법이 신속한 공정 스케일업을 가능하게 하는 공정 파라미터의 충분한 특성화 또는 제어 없이 소규모로 수행되었습니다.
AutoChem 솔루션은 프로토타입부터 대규모 생산까지의 개발을 가능하게 합니다.
COVID-19 팬데믹이 진행됨에 따라 제약회사, CDMO 및 CRO는 PEG 지질 개발을 가속화시키기 위해 METTLER TOLEDO 솔루션에 의존했습니다. 당사의 제품은 화학 연구원들이 공정을 더 잘 이해하는 데 필요한 고품질 데이터를 제공하여 조사를 더 빨리 완료할 수 있도록 했습니다. 바이오프로세스 반응기 및 통합 공정 분석 기술(PAT)은 과학자와 엔지니어가 연구 및 임상 규모에서 대규모 생산으로 확장하는 데 도움이 되었으며, 이는 mRNA 백신의 긴급한 개발 과정에서 필수적이었습니다.
EasyMax™ 합성 워크스테이션은 화학 반응에 대한 유용한 데이터를 얻는 데 도움이 되었으며, 프로세스 최적화 및 개발 시간 단축에도 기여했습니다. ReactIR™ in-situ FTIR은 배치 및 유동 반응의 실시간 분석을 제공했으며, EasySampler™는 야간 실험 중 반응에서 대표 샘플을 추출하기 위한 자동화 및 강력한 인라인 분석법을 가능하게 했습니다. FBRM® 기술이 적용된 ParticleTrack™ 및 EasyViewer™ 인라인 현미경은 입자 크기, 모양 및 개수에 대한 통찰력을 얻는 데 사용되었습니다. 이러한 솔루션 외에도 METTLER TOLEDO iC 데이터 센터는 개선된 데이터 캡처, 관리 및 분석을 통해 연구 프로세스를 더욱 간소화하기 위해 많은 기업에서 구현되었습니다.
PEG-지질 프로젝트의 성공은 COVID-19 극복에 있어 중요한 성과이며, R&D 현장에 최첨단 장비와 디지털화 솔루션을 배치함으로써 추가적인 협력을 위한 발판을 마련했습니다. 업계와 기술 제공업체 간의 이러한 파트너십은 과학 연구 발전에 있어 혁신이 수행할 수 있는 중요한 역할을 강조하고 있습니다. 광범위한 헬스케어 분야에서 새로운 도전과 지속적인 과제를 해결하기 위해서는 기술 투자가 필수적입니다. METTLER TOLEDO는 과학자와 연구원이 세상을 실질적으로 변화시키는 데 도움이 되는 제품과 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다 .
Guide: Innovative Techniques for Downstream Bioprocessing
수요, 혁신 및 새로운 규제 지침에 따라 바이오 의약품 산업은 새로운 다운스트림 바이오공정 기술을 채택하고 있습니다. 이 가이드는 과학자들이 공정 분석 기술(PAT)을 활용하여 일상적인 업무 프로세스를 변환하고 다운스트림 공정을 크게 개선하는 방법을 보여줍니다.
Application
인용 및 참고 자료
- Hou, X., Zaks, T., Langer, R., & Dong, Y. (2021). Lipid nanoparticles for mRNA delivery. Nature Reviews Materials, 6(12), 1078–1094.https://doi.org/10.1038/s41578-021-00358-0
- Santonocito, D., Sarpietro, M. G., Carbone, C., Panico, A., Campisi, A., Siciliano, E. A., Sposito, G., Castelli, F., & Puglia, C. (2020). Curcumin containing PEGylated solid lipid nanoparticles for systemic Administration: a preliminary study. Molecules, 25(13), 2991. https://doi.org/10.3390/molecules25132991
- Prabhu, S., Ortega, M. S., & Ma, C. (2005). Novel lipid-based formulations enhancing the in vitro dissolution and permeability characteristics of a poorly water-soluble model drug, piroxicam. International Journal of Pharmaceutics, 301(1–2), 209–216. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2005.05.032
추가 정보
FAQs
PEG는 무엇입니까?
PEG(polyethylene glycol, 폴리에틸렌 글리콜)는 의약품, 화장품, 식품 등 다양한 산업 분야에서 일반적으로 사용되는 합성 고분자입니다. PEG는 친수성 물질로 물에 끌려 쉽게 용해됩니다. 의약품에서 PEG는 난용성 약물의 가용화제로 자주 사용됩니다. 또한 반감기를 늘리고 제거율을 줄이며 생체 이용률을 향상시켜 약물의 약동학적 특성을 수정하는 데에도 사용할 수 있습니다.
PEG-지질이란 무엇입니까? 페길화 지질이란 무엇입니까?
페길화 지질이라고도 하는 PEG-지질은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 사슬로 변형된 지질의 일종입니다. 이러한 변형은 mRNA 백신을 세포에 전달하는 데 사용되는 지질 나노입자의 안정성을 개선하는 데 도움이 됩니다. PEG-지질은 방패 역할을 하여 면역체계가 나노입자가 페이로드를 전달하기 전에 이를 인식하고 공격하는 것을 방지합니다. "페이로드(payload)"는 나노입자에 의해 운반되는 치료 또는 진단 물질을 의미합니다. 이것은 백신이 표적 세포에 도달하고 면역 반응을 시작할 수 있도록 하기 때문에 mRNA 백신의 효과에 매우 중요합니다. 따라서 PEG-지질 개발은 COVID-19와의 싸움에서 중요한 돌파구가 되었습니다.
지질이 PEG에 달라붙습니까?
일반적으로 지질은 PEG에 달라붙지 않습니다. 그러나 지질과 PEG 사이의 상호 작용은 지질 분자의 크기와 모양, PEG 사슬의 길이와 분자량, 용액의 농도 및 온도와 같은 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 어떤 경우에는 지질이 소수성 상호 작용(hydrophobic interactions) 또는 반 데르 발스 힘(van der Waals forces)을 통해 PEG와 결합할 수 있습니다. 그러나 이러한 상호 작용은 일반적으로 약하고 가역적이며 두 분자 사이에 상당한 양의 접착이나 들러붙는 결과를 초래하지 않습니다.
PEG 지질을 사용하는 이유는 무엇입니까?
PEG 지질은 입자 크기 및 안정성과 같은 지질 나노입자의 특성에 다양한 영향을 미칩니다. PEG 지질은 또한 표적 전달을 위해 특정 리간드를 입자에 부착하는 데 활용될 수 있습니다. PEG 지질의 비율과 특성을 최적화함으로써 화학자들은 잠재적으로 약물 전달의 효능을 높이고 난용성 약물의 한계를 극복할 수 있습니다. 또한 PEG 지질은 생체 적합성과 약물 용해도 및 안정성을 향상시키는 능력으로 인해 백신을 포함한 제약 제제의 부형제로 자주 사용됩니다. 모더나와 화이자-바이오엔텍 COVID-19 백신은 모두 PEG-지질을 부형제로 사용하는데, 이는 백신 제제에 첨가되어 안정성과 효과를 향상시키는 물질입니다.
PEG는 어떻게 순환 시간을 증가시키나요?
PEG(폴리에틸렌 글리콜)는 약물이나 지질 나노입자와 같은 약물 운반체의 면역 체계에 의한 인식 및 제거를 감소시켜 순환 시간을 증가시킬 수 있습니다. 특히, PEG 분자가 약물 또는 약물 전달체의 표면에 부착되면 신체의 면역 세포에 의한 검출로부터 이를 보호하는 보호층을 형성합니다. 이는 PEG는 면역체계에서 이물질로 인식되지 않는 친수성 고분자이므로 체내에서 이물질을 제거하는 역할을 하는 동일한 제거 메커니즘의 적용을 받지 않기 때문입니다. 이러한 보호 효과는 때때로 "스텔스 효과" 또는 "페길화(PEGylation)"라고도 하며, 혈류 내 순환 시간을 증가시켜 약물 또는 지질 나노입자와 같은 약물 전달체의 약동학적 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다.