기술동향
Antisense oligonucleotide를 이용한 치료제 시장 및 기술 동향
- 등록일2022-03-15
- 조회수5054
- 분류기술동향
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자료발간일
2022-03-02
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출처
BRIC
- 원문링크
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키워드
#BRIC#antisense oligonucleotide#치료제#ASO
- 첨부파일
Antisense oligonucleotide를 이용한 치료제 시장 및 기술동향
◈목차
1. 서론
2. RNAi vs ASO
3. ASO 시판 승인 및 시장 현황
4. 화학적 변형
4.1. PS, 2’-O-Methyl & 2’-O-methoxyethyl
4.2. PMO (Phosphorodiamidatemorpholino)
4.3. BNA (bridged nucleic acid)
5. ASO 의 장점
6. ASO 의 도전
7. 결론
8. 참고문헌
◈본문
1. 서론
질병을 치료하기 위해 타깃 분자를 조절하는 방법은 유전자부터 단백질까지 다양한 단계에서 이루어질 수 있다 (그림 1). DNA 단계에서는 cripsr-cas9을 통한 편집 방법이 편의성이나 진보성에서 앞서고 있고 단백질 수준에서는 small molecule을 이용한 orthosteric, allosteric 약물과 항체, 단백질 약물에 더해서 ubiquitin-proteasome을 통한 단백질 분해 메커니즘을 가진 TPD (target protein degrader) 분야가 주목을 받고 있다. mRNA에서는 siRNA를 이용해 타깃 mRNA를 분해하는 방법과 이 리뷰에서 다룰 ASO (antisense oligonucotide)를 사용한 타깃 pre-mRNA, mRNA 조절 메커니즘이 제시되고 있다. 최근에는 RNA의 2차 구조를 인식하여 타깃 하는 small molecule 개발 시도도 이루어지고 있다. RNA를 타깃 하는 약물들은 다른 단계를 타깃 하는 약물에 비해 여러장점을 가질 수 있다. mRNA는 지속적으로 새롭게 만들어지기 때문에 타깃 분자를 mRNA 수준에서
조절할 경우 비가역적인 조절 방법인 TALEN이나 CRISPR-Cas9보다 안정성 측면에서 장점을 취할 수 있다. 또한 기존 항체 의약품이나 small molecule을 이용한 단백질 조절 약품들은 단백질 구조에 따라 혹은 단백질의 위치에 따라 약물 개발이 제한적인 반면 mRNA 타깃 약물의 경우 서열에 상보적인 약물을 통해 선택성을 높일 수 있다. 특히 염기서열에 기반한 약물의 특성상 mutation이나 SNP에 선택적인 약물 개발도 가능해 맞춤형 의약품(personalized medicine)의 개발도 가능하다.
mRNA를 조절할 수 있는 방법은 RNAi, ASO (Antisense oligonucleotide), ADAR (Adenosined deaminases acting on RNA) 등이 있다. RNAi는 세포 내의 AGO2 콤플렉스를 이용하여 타깃 mRNA를 분해하며 ASO는 RNAse H 의존적/비의존적 타깃 분자의 분해와 splicing factor 단백질의 결합방해를 통해 splicing modulation을 만들 수 있다. 또한 ribosome blocking을 통한 translation 억제도 가능하다. ADAR은 mRNA 수준에서 editing이 가능한 기술이다. 이번 동향에서는 제약산업에서 ASO가 갖는 시장성과 화학적 변형(modification)에 따른 ASO의 종류 및 적용된 약물에 대해 소개를 할 것이다. 또한 이를 바탕으로 ASO의 장점과 한계점을 명확히 하여 ASO가 나아가야 할 방향에 대해서 제시하고자 한다.
2. RNAi vs ASO
RNAi와 ASO 모두 oligonucleotide들의 상보적 결합을 기반으로 타깃 mRNA를 조절한다. RNAi의 경우 double-stranded oligonucleotides로 이루어져 있으며 타깃 mRNA를 분해하기 위해 세포 내에서 AGO2를 포함하는 RISC (RNA-induced silencing complex)와 결합을 필요로 한다. 이 결합으로 인해 먼저 passenger strand가 분해되며 남아 있는 antisense strand가 타깃 mRNA와 결합하게 된다. 이후 역시 RISC가 타깃 mRNA를 분해함으로써 이 모든 과정이 마무리되게 된다 (그림 2A).
이러한 RNAi 기술을 바탕으로 신약개발을 하는 회사는 미국의 Anylam과 Arrowhead 등이 있으며 한국에는 Olix와 siRNAgen 등이 있다. ASO는 single-stranded oligonucleotide를 기반으로 한다. 따라서 RISC 등의 다른 요소의 개입을 필요로 하지 않고 타깃 mRNA 혹은 pre-mRNA에 곧바로 결합하여 작용한다. ASO는 RISC와 같은 세포 내 구성요소들을 이용하지 않기 때문에 안정성, 결합력 그리고 세포 투과력을 증가시키는 여러 가지 화학적 변형(modification)이 가능하고 이를 통해 RNAi가 갖는 한계를 극복할 수 있다.
최근에는 2’-O-methyl이나 2’F-Fluoro가 적용된 Onapatro처럼 RISC에 사용될 수 있는 화학적 변형이 RNAi에도 적용되고 있지만 AOS는 더 자유로운 화학적 변형을 줄 수 있다는 우월성이 있다. ASO는 RISC를 이용하지 않아도 되는 자유로움 때문에 isotype switching, 단백질 번역(translation) 억제 등 다양한 방식을 통해 타깃 분자를 조절할 수 있다 (그림 2B). ASO를 기반 기술로 가진 회사는 해외에 IONIS와 SAREPTA 등이 있으며 국내에는 시선테라퓨틱스, 올리패스 등이 있다.
...................(계속)
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