자기 증폭 RNA (saRNA)

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1994년에 자기 증폭 메신저 RNA (saRNA)의 개념은 처음으로 세미리키 포레스트 바이러스 (SFV)의 적용과 함께 사용되었습니다. 그리고 싱디스 바이러스나 베네수엘라 말 및 사람 엔cephalitis 바이러스와 같은 다른 잘 연구된 알파 바이러스도 saRNA 생산에 사용됩니다. saRNA는 비증폭 메신저 RNA와 마찬가지로 5' cap, 5'-UTR, 개방 읽기 프레임 (ORF) 영역, 3'-UTR 및 3' poly(A) 꼬리를 포함합니다.

그러나 ssRNA는 5'-UTR 하류에 위치한 복제효소의 도움을 받아 자기복제가 가능하기 때문에 비증폭성 mRNA와 크게 다릅니다. 알파바이러스로부터 비구조단백질 네 가지 (nsP1, nsP2, nsP3, 그리고 nsP4)가 분비됩니다. nsP1은 GTase와 N7MTase 활성을 가지고 있으며, nsP2는 RTPase 활성을 보여 IVT mRNA를 캡핑하여 Cap 0을 형성합니다. 프로테아제와 헬리케이스로서의 nsP2는 전체 nsP 복합체의 처리를 촉진시킵니다. nsP3는 여러 숙주 세포 단백질들과 상호작용하여 항바이러스 반응을 억제하는 역할을 합니다. 알파바이러스에서 가장 보존된 단백질인 nsP4는 RNA 의존적 RNA 폴리머라제 (RdRp) 기능을 제공하여 원래의 IVT mRNA 사본 수를 증가시킵니다.

이 바이러스 단백질은 높은 면역원성을 가지며, 7,000 염기쌍 이상의 코딩 시퀀스를 가지고 있어 이러한 백신에서 항원의 크기를 제한합니다.

SaRNA의 응용

사RNA를 이용한 바이러스 병원체 백신

2023년 9월, Arcturus Therapeutics와 CSL은 EMA가 ARCT-154 백신의 시판 허가 신청(MAA)을 승인했다고 발표했습니다. ARCT-154는 코로나19 예방을 위한 자가 증폭형 mRNA(sa-mRNA) 백신입니다. Arcturus와 CSL은 2024년에 유럽 위원회로부터 승인 결정을 기대하고 있습니다. 일본 후생노동성(MHLW)은 2023년 12월에 ARCT-154를 승인했습니다.

ARCT-154 백신은 베네수엘라 말 뇌염 바이러스(VEEV)를 기반으로 하며, VEEV의 구조 단백질이 SARS-CoV-2의 핵심 단백질로 대체된 복제자가 포함되어 있습니다. 첫 번째 세대 mRNA 부스터 백신과 비교했을 때, ARCT-154는 원래 균주에서 비열등성을 보이며 오미크론 BA.4/5 변이에 대해 더 우수한 면역원성을 나타냅니다.

다른 여러 saRNA 기반 백신들은 임상 또는 사전 임상 시험 단계에 있습니다. 이러한 백신들은 SARS-CoV-2, 인플루엔자 바이러스, 광견병 바이러스, 지카 바이러스, 에볼라 바이러스, VEEV, HIV-1 및 세균 감염이나 기생충 침입을 일으키는 특정 미생물, 그리고 암을 표적으로 합니다.

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