가오, 중공형 마이크로니들로 마우스 피내 투여 일관성 개선

가오(Kao) 연구진이 중공 마이크로니들을 이용해 마우스 피내 투여의 일관성을 높이는 연구 결과를 국제 학술지 Vaccine에 발표했다. 중공형 마이크로니들이란 일반적으로 크기가 1밀리미터 미만인 바늘이며, 약물, 백신 및 미용 젤의 투여를 용이하게 하기 위해 해롭지 않고 효율적인 방식으로 피부에 구멍을 뚫는 데 사용된다.

연구진은 마우스 모델에서 백신을 진피 안에 더 일정하게 넣을 수 있는 전임상 플랫폼을 마련하는 것을 목표로 했다. 이를 위해 나이에 따른 마우스 등 피부 두께 변화를 측정하고, 집게형 도포기와 마우스용 중공 마이크로니들, 삽입 장치를 개발했다. 이 장치들은 피부를 고정해 실제 피부 주름 두께와 바늘 삽입 깊이를 표준화하도록 만들어졌다.

측정 결과 캘리퍼로 잰 피부 주름 두께는 나이에 따라 달랐다. 반면 동결 절편으로 잰 피부 표면부터 진피·피하지방 경계까지의 두께는 변화가 크지 않았다. 연구진은 눈에 띄는 나이별 차이가 주로 피부 주름 구조에서 비롯된다고 봤다.

피부 두께에 맞춰 집는 지름을 조절하자 피내 전달이 뚜렷하게 개선된 것으로 나타났다. 연구진은 백신 투여에 앞서 수컷 C57BL/6J 마우스에서 이 과정이 실제로 적용 가능한지 확인했다.

이어 SARS-CoV-2 스파이크 단백질을 암호화한 mRNA-지질나노입자(mRNA-LNP) 백신을 마우스에 2주 간격으로 두 차례 투여했다. 투여는 여러 용량으로 근육 또는 피내 경로를 나눠 진행했다. 2차 투여 2주 뒤 항수용체결합도메인(RBD) IgG 반응과 스파이크 특이 세포 반응을 분석했다.

피내 투여군에서는 측정 가능한 수준의 항RBD IgG 반응이 관찰됐다. 같은 용량의 근육 투여와 비교하면 스파이크 특이 사이토카인 양성 CD8a+ T세포가 늘어나는 경향을 보였지만, 이 차이는 통계적으로 유의하지 않았다.

연구진은 이 플랫폼이 마우스 피내 투여의 일관성을 높이고 표준 면역원성·면역세포 하위군 분석을 가능하게 했다고 설명했다. 또 소동물 개념증명 연구에 피내 경로를 포함하는 근거가 된다고 덧붙였다. 이번 연구에는 가오가 단독으로 참여했으며, 교신저자도 가오 소속이다.

이번 연구는 국제 학술지 Vaccine에 'Improving intradermal dosing consistency in mice using a hollow microneedle: A model study with a SARS-CoV-2 mRNA vaccine'이라는 제목으로 실렸다.