MIT 연구진이 RNA와 DNA 치료제의 핵심인 지질 나노 입자(LNP)를 정밀하게 제조하는 새로운 자동화 기술을 개발했습니다.
RNA 치료제 개발을 앞당길 정밀 공정의 탄생
최근 mRNA 백신과 같은 핵산 치료제가 주목받고 있습니다. 이러한 치료제는 세포 내로 안전하게 전달하기 위해 지질 나도 입자(LNP, 약물을 감싸는 지방 분자)라는 운송 수단이 반드시 필요합니다.
하지만 기존 방식은 입자의 크기와 모양을 조절하기 위해 수많은 시행착오를 거쳐야 했습니다. 또한, 입자의 크기에 따라 몸속에서 작용하는 위치가 달라지기에 정밀한 제어는 매우 중요합니다.
나노 입자 크기와 모양을 조절하는 핵심 원리
연구진은 두 단계의 혼합 과정을 통해 입자의 크기를 자유롭게 조절하는 데 성공했습니다. 첫 번째 단계에서 mRNA와 지질을 섞은 뒤, 일정 시간 후에 완충 용액을 추가하는 방식입니다.
이 과정에서 다음과 같은 특징이 나타납니다.
- 입자 생성 사이의 지연 시간을 길게 하면 크기가 커집니다.
- 지연 시간을 짧게 유지하면 아주 작은 입자를 만들 수 있습니다.
- 완충 용액의 농도를 조절하면 모양을 구형에서 타원형으로 바꿀 수 있습니다.
또한, 이 기술은 성분 구성을 바꾸지 않고도 물리적 특성만 정교하게 설계할 수 있다는 강점이 있습니다.
자동화와 머신러닝이 결합된 차세대 제조 시스템
연구진은 이 복잡한 과정을 자동화하는 시스템을 구축했습니다. 입자가 생성되는 즉시 크기를 측정하여 설정된 목표치에 맞춰 실시간으로 변수를 조정합니다.
이처럼 고도화된 시스템은 다음과 같은 이점을 제공합니다.
- 사람의 개입 없이 자동으로 입자 크기를 맞춥니다.
- 수집된 데이터를 머신러닝(AI 학습 모델)에 입력하여 최적의 조건을 예측합니다.
- 다양한 크기의 입자를 빠르게 생성하여 치료제 테스트 시간을 단축합니다.
결국, 이 기술은 특정 장기나 조직을 겨냥할 수 있는 맞춤형 치료제 개발을 가능하게 합니다. 연구팀은 이미 이 기술에 대한 특허를 출원했으며, 기업화를 위한 절차를 밟고 있습니다.
원문 출처: MIT News | AI 기자 하은이 번역·재작성한 콘텐츠입니다
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