목적 지향의 게놈
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도전

크리스퍼(CRISPR) 방식의 유전자 편집 기술을 발견함으로써 질병 치료의 잠재력을 크게 향상시킬 수 있었습니다. 그렇지만, 유전자 편집의 구성 요소를 안전하고, 효과적으로 전달하는 데에는 많은 어려움이 있다는 것이 확인된 바 있습니다. 구체적으로는 프로그램화의 부족 현상은 이 기술의 성공적인 확대에 가장 큰 걸림돌이라고 할 수 있습니다. 전달 체계에 대한 다양한 접근 방식 중에서, 아래에서 설명하고 있는 것들 이외에도 특정의 세포 조직이나 세포를 표적으로 하는 요건을 만족시킬 수 있는 것이 있으리라 봅니다. 그래서, 임상의 단계로 이들 기술을 발전시켜 나아갈 수도 있을 것입니다. 현재까지는, 지방질의 나노입자(LNP)가 비바이러스성 유전자의 표적 지향형 전달 체계 중에서 가장 많은 연구가 있었던 방식입니다. 이 방식의 전문성은 핵산의 캡슐화에 있고, 리간드 개조를 통해 전달 체계의 구체성을 향상시킬 수 있습니다. 다른 합성 고분자형 나노입자에 비하면, LNP의 경우에는 생체 적합성에 우수하고 독성 수준도 낮은 편입니다. 현재, LNP 기반의 치료법에서는 인체의 장기 중에서 간이 가장 효율적인 표적 기관입니다. 그렇지만, 동물 체내 실험에서 보면 핵심 세포까지의 전달 효율이 낮기 때문에 LNP 기법의 편집 효율은 아직 간외 조직의 임상 요건을 만족시키지 못하고 있습니다. LNP 기법 이후에는, PNP(고분자 기반의 나노입자라는 의미임) 기법이 가장 많이 사용되는 전달 수단입니다. PNP 기법이 LNP 기법에 비해 가진 몇 가지 장점으로는, 제조가 용이한 점, 변화의 주입이 용이한 점, 그리고 순환 시간이 개선된 점 등이 있습니다. 비유기성 나노입자의 경우에도 크리스퍼(CRISPR) 기반의 조직을 위한 운반체로서 인기를 얻고 있는데, 이는 변형성이 좋고, 핵산 및 소분자의 운반체로서 갖는 효율성 때문입니다. 기타 생물체를 모방한 운반체, 예를 들면, 엑소좀, 리포솜 약물 전달 체계, 항체/단백질 운반체, 유사 바이러스성 입자(예: 박테리오파아지), 나노봇, 등의 경우에는 잠재력은 있어 보이나, 유전자 편집기의 전달 분야에서 많이 사용되지는 않습니다.

해결책의 요건

솔루션은 특정 조직(세포, 유형 및/또는 기관)을 표적으로 삼을 수 있는 게놈 편집 기계를 제공하기 위해 매우 효율적이고 프로그래머블 전달 시스템이어야 합니다. 솔루션은 적어도 3개의 서로 다른 세포, 조직 유형 및/또는 장기에 전달하도록 프로그래머블 해야 하며 적어도 현재 기술 수준만큼 효율적인 전달 및 편집 기능을 갖추고 있어야 합니다. 최적의 솔루션은 제조가 간단하고, 비용이 저렴하고, 확장 가능하며 합리적인 안전 프로필을 갖는 것입니다. 바이러스 및 바이러스 유사 시스템 또는 입자를 제안하는 솔루션은 현장에서 구축되어야 하며 전달 시스템이 어떻게 수정될 수 있는지에 대한 완전한 이해를 입증하는 기준을 충족하여 프로그래머블 하고 다양한 조직 표적(세포, 유형 및/또는 기관)을 표적으로 삼을 수 있습니다. 솔루션은 기준을 얼마나 잘 충족하는지에 따라 판단됩니다.

중추신경계(CNS) 표적만을 대상으로 하는 프로그래머블 솔루션은 대상 영역 2에 제출해야 합니다. 대상 영역 2의 요구 사항을 충족하지만 뇌가 아닌 기관을 대상으로 프로그래밍할 수도 있는 솔루션은 두 대상 영역 모두에서 고려를 위해 제출될 수 있고 두 대상 영역의 요구 사항을 모두 충족하는 단일 솔루션을 갖춘 단일 팀 및/또는 단체는 하나의 상품만 받을 수 있습니다. 팀 및/또는 단체는 솔루션의 질이 다른 한, 대상 영역 중 하나 또는 둘 모두에 제출된 여러 솔루션에 대해 여러 상품을 받을 자격이 있을 수 있습니다.

이 챌린지에서 높은 경쟁력을 갖추려면 솔루션은 다음과 같아야 한다:

해결책의 필요(should) 요건:

그리고, 해결책의 추가적인(could) 요건:

혈액 뇌관문(BBB)은 뇌 맥관 구조의 내피 세포, 뇌혈관 주변의 특수 교질 세포(성상 세포), 등으로 구성되어 있습니다. 혈액 뇌관문(BBB)은 원치 않는 물질이 중추 신경계의 세포외액으로 들어가지 못하게 하는 역할을 하고 있습니다. 뇌 기능의 결정적인 중요성에 비추어 보았을 때에 중추 신경계가 적절하게 기능하려면 생물학제의 유입 및 유출의 조절에 매우 주의를 기울여야 하는 것은 절대적이라고 할 수 있습니다. 혈액 뇌관문(BBB)이 미치는 결과적인 영향 중의 하나는 단백질이나 핵산을 포함해 여러 약물의 흡수도 차단한다는 데에 있습니다. 이로 인해 뇌관련 질환의 치료제 개발에 좋지 않은 영향을 받고 있습니다. 따라서, 혈액 뇌관문(BBB)을 통과하여 상당한 규모의 임상 관련 뇌세포 유형까지 효과적으로 유전자 조작기를 전달할 수 있다는 것은 여러 신경 유전적 질환의 치료에 큰 의미가 있습니다.

해결책의 요건

표적 용역 2에 대한 해결책을 제시하는 경우에는 고효율의 비바이러스성 전달 체계로서 혈액 뇌관문(BBB)을 통과하여 상당한 규모의 임상 관련 뇌세포 유형까지 유전자 조작기를 전달할 수 있어야 합니다.

이 챌린지에서 높은 경쟁력을 갖추려면 솔루션은 다음과 같아야 한다:

해결책의 필요(should) 요건 으로 바람직한 추가적인 특징: