플라스미드 DNA

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재조합 플라스미드는 세포 및 유전자 요법(CGT) 분야에서 중요한 벡터로 사용될 수 있습니다,

DNA 치료제 (치료용 맨 플라스미드 DNA) - 맨 플라스미드는 단백질/효소 대체 요법의 대안으로서 유전자 발현 벡터로서 작용합니다.
DNA 백신 예방 및 치료용 - 바이러스, 박테리아 또는 암세포로부터 항원을 발현하는 유전자 벡터로서의 플라스미드.
바이러스 벡터 생산을 위한 원료 - 재조합 플라스미드는 바이러스 벡터 백신, 유전자 요법 또는 유전자 편집을 위해 렌티바이러스(LV) 및 아데노연관바이러스(AAV)를 생산하는 데 사용될 수 있습니다.
MRNA/circRNA 생산을 위한 원료 - 체외 전사에 대한 템플릿으로서 선형화된 플라스미드는 mRNA/circRNA 백신 또는 약물의 핵심 소재입니다.

1 맨 플라스미드 DNA

1.1 인간용 맨 플라스미드 DNA

현재 시장에 나와 있는 유전자 요법 약물은 주로 AAV 및 LLV와 같은 바이러스 벡터를 사용합니다. 그러나 연구에 따르면 바이러스 또는 세포 벡터에 의해 매개된 혈관新生 인자 유전자 요법은 마우스 심장에서 혈관 종양 형성을 초래할 수 있습니다. 혈관新生 인자의 지속적인 발현을 피하기 위해, 플라스미드 DNA를 유전자 요법 벡터로 사용하는 방식은 생체 내에서 목표 단백질의 발현 수준이 낮으며, 더 선호되는 선택으로 간주됩니다.

따라서, 비플라스미드 치료제 개발의 주요 초점은 혈관新生 인자 유전자 요법입니다. 현재까지 전 세계적으로 승인된 두 가지 비플라스미드 약물이 인간에게 사용되고 있습니다: 2011년 러시아에서 출시된 Neovasculgen과 2019년 일본 시장에 도입된 Collategene입니다. 다른 여러 비플라스미드 약물들은 현재 임상 2-3상 단계에 있습니다. 인코딩 유전자는 HGF, VEGF-A, SDF-1 (CXCL12) 등이 포함됩니다.

1.2 동물용 비플라스미드 DNA

인류를 위한 의약품과는 달리, DNA 백신은 가축 및 애완용 동물에서 더 성공적으로 사용되고 있습니다.

표 1. 인류와 동물 용 라이선스된 DNA 치료제

애플리케이션	제품	종류	목표물	표시	회사	라이선스 발급 일자/국가
유전자 요법	Neovasculgen, Cambiogen 플라스미드, PI-VEGF165	인간	VEGF-A	CLI, 말초 혈관 질환	휴먼 스템 셀 연구소	2011/러시아
유전자 요법	Collategene, beperminogene perplasmid, AMG0001	인간	HGF	CLI, 말초 혈관 질환	안게스	2019/일본
유전자 요법	라이프타이드SW5	돼지	돼지 성장 호르몬 방출 호르몬 (GHRH)	단비를 먹는 돼지 수를 늘립니다.	VGX 애니멀 헬스	2008/호주
암 면역 요법	온셉트	개	티로시네이스	구강 악성 흑색종 (OMM)	메리얼, 보어링거 인겔하임 동물건강	2010/USA
항균제	젤네이트	소	업데이트 대기중	만ハイ미아 헤모리티카에 의한 소 호흡기 질환 (BRD)	다이아몬드 애니멀 헬스, 바이엘	2013/미국

2 DNA 백신

그림 1. DNA 백신의 개발

2.1 인간용 DNA 백신

동물 모델에서의 진전에도 불구하고, 인간에서의 낮은 면역원성은 여전히 DNA 백신의 적용에 큰 도전 과제를 제시하고 있다.

또한 HIV, 결핵, 말라리아와 같은 감염병에 대한 DNA 백신의 연구는 이후 다양한 최적화 전략의 발전을 촉진했다.

표 2. 인류를 위한 승인된 DNA 백신

용도	브랜드 이름	대상/시사점	무대	회사
예방백신	ZyCoV-D	스파이크 단백질; SARS-CoV-2	인도에서의 긴급 사용 승인	Zydus Cadila

2.2 동물용 DNA 백신

수의학 응용 분야에서의 DNA 백신은 감염병, 암 면역 요법 및 유전자 요법 응용 프로그램과 같은 다양한 제품이 라이선스를 획득함에 따라 큰 발전을 이루었습니다.

표 3. 동물용 허가된 DNA 백신

용도	브랜드 이름	종류	대상/시사점	회사	라이선스 발급 일자/국가
예방백신	웨스트나일-이노베이터	말	웨스트 나일 바이러스 (WNV)	미국 질병통제예방센터, 포트 독스 동물 보건	2005/미국
	에이펙스-IHN	연어	감염성 혈액종양 바이러스 (IHNV)	노바티스 동물 보건	2005/캐나다
	클리나브	연어	연어 알파바이러스 하위형 3 (SAV3)	엘란코 동물 보건	2016/유럽연합
	ExactVac	가금류	조류 인플루엔자 A (H5N1)	AgriLabs	2017/미국

3 개의 플라스미드 DNA를 mRNA 또는 바이러스 벡터 생산에 사용하는 재료로 활용

mRNA와 원형 mRNA (circRNA)는 백신 개발 연구에서 널리 사용되어 왔습니다. 선형화된 플라스미드 DNA는 T7 RNA 폴리머라제에 의해 촉진되는 체외 전사 (IVT) mRNA의 필수적인 전사 템플릿입니다.

바이러스 벡터는 유전자 전달을 위한 가장 효율적인 방법으로, 특정 세포 유형이나 조직을 대상으로 한 수정을 가능하게 하며 치료적 유전자 발현을 위해 조작할 수 있습니다. 바이러스 벡터 생산에서 플라스미드 DNA는 중요한 역할을 합니다.

야오하이 바이오파마, 플라스미드 DNA를 위한 일괄 CDMO 솔루션 제공

참고자료:

[1] Pagliari S, Dema B, Sanchez-Martinez A, Montalvo Zurbia-Flores G, Rollier CS. DNA 백신: 역사, 분자 메커니즘 및 미래 전망. J Mol Biol. 2023년 12월 1일;435(23):168297. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168297.

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